19 октября 1897 года в Троицком соборе Александро-Невской лавры в Санкт-Петербурге архимандрит Тихон был рукоположен в епископа Люблинского, викария Варшавской епархии. Он стал самым молодым из современных ему иерархов Русской Православной Церкви.
За десять месяцев своего епископства в Холмской епархии святитель посетил 110 монастырей и сельских приходов и совершил службу в каждой церкви. Он хорошо понимал нужды разноплеменного населения края, умел смягчить противоречия между поляками и русскими, содействовал добровольному переходу униатов в лоно Православной Церкви. К епископу Тихону доброжелательно относились даже католики и иудеи, во множестве жившие в городах епархии.
Когда осенью 1898 года епископ Тихон был переведен из Холмско-Варшавской епархии на Алеутскую и Аляскинскую кафедру, «весь край, — по словам современника, — пришел в смятение и обильно проливал слезы разлуки с любимым архипастырем». Дошло даже до того, что жители Холма легли на полотно железной дороги, чтобы только не дать поезду увезти святителя из их города. Потребовались увещевания начальствующих лиц и сердечная просьба самого пастыря отпустить его с миром.
Назначение епископом Алеутским и Аляскинским (указ об этом был подписан императором 14 сентября 1898 года) открыло новый этап в биографии святителя Тихона. Он деятельно взялся за обустройство североамериканской епархии, учрежденной в 1870 году по почину святителя Иннокентия, митрополита Московского, знаменитого просветителя Америки и Сибири. Кафедра епархии располагалась в Сан-Франциско, крупнейшем городе на Западном побережье США. Сюда и прибыл святитель в самом конце 1898 года, пересекши за две недели весь Северо-Американский континент с востока на запад.
Исторически и географически обширнейшая епархия святителя Тихона делилась на две части: Алеутские острова и Аляску, где паства состояла в основном из коренного населения (алеутов, эскимосов, индейцев), и собственно Североамериканский континент, где большинство православных были выходцами из Старого Света (славяне, греки, сирийцы и т. д.). В соответствии с этим по предложению епископа Тихона, епархия получает новое название — Северо-Американская и Аляскинская (это название было утверждено императором в феврале 1900 года). Были учреждены два особых викариатства: Аляскинское и Бруклинское.
Ко времени прибытия святителя в Америку Святейший Синод прекратил выдачу субсидий американской епархии. Приходилось опираться лишь на собственные средства, что было особенно сложно из-за малочисленности православных приходов и их разбросанности по всему материку. Святитель почти непрестанно находился в пути: он плыл то на пароходике по североамериканским рекам, то на кожаной байдаре, иной раз с риском для жизни; то пешком пробирался по заснеженной тундре в какой-нибудь дальний приход.
За восемь лет его управления епархией было сделано чрезвычайно много. Организованы Братство Нью-Йоркской церкви и Кресто-Воздвиженский союз взаимопомощи сестер милосердия, открыта духовная семинария в Миннеаполисе, основан первый на Американском континенте православный Свято-Тихоновский монастырь (во имя святителя Тихона Задонского) в Пенсильвании, открыты духовная семинария в Кливленде и женский приют на Кадьяке, выстроен новый кафедральный Свято-Николаевский собор в Нью-Йорке. (Святитель и впоследствии не забывал своим попечением основанный им Свято-Тихоновский монастырь. В 1910 году, будучи уже архиепископом Ярославским, он пожертвовал монастырю из своих личных сбережений 10 тысяч рублей.)
Число православных приходов в Америке при святителе Тихоне возросло с пятнадцати до семидесяти пяти. В Чикаго, Бруклине, других городах и селениях США и Канады открывались новые православные храмы. Благодаря усилиям святителя несколько тысяч униатов (эмигранты из Карпатской Руси) перешли в православие. Участились случаи обращения в православие и из других инославных вероисповеданий. Святитель Тихон неустанно заботился о переводе на английский язык православного богослужения. Сам он нередко совершал службу на трех языках — греческом, церковно-славянском и английском.
Большинство переселенцев из Европы (в том числе и православных) оседало на восточном побережье США. Поэтому святитель Тихон добивается перенесения епископской кафедры из Сан-Франциско в Нью-Йорк. В мае 1905 года он был возведен в сан архиепископа Алеутского и Северо-Американского с кафедрой в Нью-Йорке.