L'évêque de Rodez est nommé par Jules II recteur du Comtat Venaissin à la place de Louis de Rochechouart. Il assume sa charge sous la légation du cardinal d'Amboise de 1505 à 1509. Dès son entrée en fonction, le , il confirme les « Statuts des causes criminelles » faits par son prédécesseur et impose aux juges du Comtat de résider au chef-lieu de leur juridiction[2].
En 1507, année où se déclare la peste à Carpentras, il fait déplacer les services de la rectorie à Pernes, l'ancienne capitale du Comtat. La même année, il engage pour l'Université d'Avignon le savant jurisconsulte Jean des Garrons[2]. Il désigne pour l'administration de ses États deux régents, Rostaing de Chaylus et Jean des Argelliers.
Solidement installé dans son siège de Rodez, le 11 novembre 1505, après la mort de Charles de Tournon, il reste un conseiller de Louis XII et participe aux conciles gallicans de Tours (1510) et de Pise (1511). Moins en cour sous le règne de François Ier, il consacre tout son temps désormais à son diocèse. Comme ses contemporains Guillaume Briçonnet à Meaux (1516-1534) et Laurent II Alleman à Grenoble (1518-1560), il applique une réforme pastorale voulue par la monarchie, fondée sur les visites pastorales, la prédication et la surveillance du clergé. Sa présence à la tête de l'évêché va insuffler un esprit humaniste novateur. Il réforme les mœurs des ecclésiastiques (notamment des moines de l’abbaye de Conques), recrute les curés sur concours et surveille les confesseurs, ouvre des écoles. Très préoccupé par la réforme et l'unification de la liturgie du diocèse, il entreprend et lance un programme d'édition et de diffusion de livres imprimés, qui sera repris et amplifié par son successeur Georges d'Armagnac, s'appuyant sur quelques libraires locaux. François d'Estaing fait imposer des réformes aux offices et au calendrier liturgique ; il ajoute à la date du 1er mars l'office de l'ange gardien), le faisant adopter par l'assemblée synodale en et confirmer par Léon X[3]. Toute cette activité installe le Rouergue dans un mouvement de réforme en le protégeant du protestantisme naissant, apporté par les marchands [4]. Il réactive en outre le chantier de la cathédrale, et plus particulièrement la construction du clocher.
Il effectue en personne la visite de toutes ses paroisses, prêchant et faisant prêcher en langue vulgaire par des clercs talentueux et humanistes comme Lancelot Pascal ou Alain de Varènes, interrogeant clergé et laïcs, mettant aux normes tous les lieux de culte, imposant un strict respect des règles canoniques jusque dans le moindre détail, pour le luminaire eucharistique, les livres et les décors ; dans le même temps, il multiplie les chantiers pour construire, agrandir, rénover ou moderniser les édifices religieux.
Épuisé par les visites pastorales, il décède le [2]. Il est enterré devant le grand autel du chœur de la cathédrale de Rodez.
Il a beaucoup soutenu l'instauration de la fête des saints anges gardiens approuvé par le pape Paul V et célébrée le 2 octobre.
Postérité
Sa réputation de sainteté a engagé les Jésuites de Rodez à tenter d'introduire sa cause auprès de Rome au 1657[5], mais sans résultat, probablement en raison de son gallicanisme. Il n'est donc pas officiellement bienheureux mais le titre est toléré localement.
François-Régis-Charles-Joseph Cottier, Notes historiques concernant les recteurs du ci-devant comté Venaissin, Carpentras, J.-A. Proyet, , 440 p., In-8° (BNF30277285)
Jean-François André et François-Régis-Charles-Joseph Cottier, Histoire du gouvernement des recteurs pontificaux dans le Comtat Venaissin : d'après les notes recueillies par Charles Cottier, Carpentras, L. Devillario, , In-12 (BNF30019086)
Camille Belmon, Le Bienheureux François, d'Estaing, évêque de Rodez (1460-1529), Rodez, Grand séminaire de Rodez, , 587 p., In-8° (BNF31790424)
Nicole Lemaître (préf. Jean Delumeau), Le Rouergue flamboyant : clergé et paroisses du diocèse de Rodez, 1417-1563, Paris, Éd. du Cerf, coll. « Histoire », , 652 p., ill., couv. ill. en coul. ; 24 cm (ISBN2-204-02851-7, ISSN0769-2633, BNF34938787)
Matthieu Desachy, Cité des hommes : le chapitre cathédral de Rodez, 1215-1562, Rodez, Éd. du Rouergue, , 577 p., couv. ill. en coul. ; 25 cm (ISBN2-84156-665-X, BNF40063427)