A livello regionale è stato dal 1977 al 1991 membro della segreteria del "Centro regionale umbro di pastorale", che ha retto come direttore dal 1981 al 1985. La collaborazione con la Conferenza Episcopale Italiana, iniziata nella stesura dei catechismi elaborati dall'Ufficio Catechistico Nazionale, si è estesa poi alla segreteria generale, negli studi preparatori e nella redazione di diversi documenti. Dal 1986 al 1991 è stato membro del comitato per gli istituti di scienze religiose.
Dal 1980 è socio ordinario dell'"Accademia fulginia di lettere scienze e arti di Foligno" e, dal 1998, socio della "Società internazionale di studi francescani". Dal 1995 al 2008 è stato membro della commissione di vigilanza del Pontificio seminario lombardo in Roma. È stato coordinatore della segreteria del terzo convegno ecclesiale nazionale celebratosi a Palermo nel 1995. Ha fatto parte del comitato preparatorio del ventitreesimo congresso eucaristico nazionale di Bologna (1997) come membro della commissione teologica.
Ha speso gran parte del suo mandato sacerdotale come assistente dell'Istituto San Carlo di Foligno aiutando i giovani della diocesi a diventare adulti nella fede e cittadini responsabili.
È presidente della Conferenza episcopale toscana dal 10 febbraio 2009.
Il 4 novembre 2011, a Firenze, ha subìto un attentato da parte di uno sconosciuto, che ha ferito il suo segretario con un colpo di pistola e poi avrebbe tentato di uccidere lo stesso Betori.[5]
Il 17 maggio 2014papa Francesco lo ha nominato membro del Pontificio consiglio per i laici. Il 9 giugno lo stesso papa lo ha nominato membro della Congregazione per il clero. Dopo essere stato membro della Congregazione per l'Educazione Cattolica, del Pontificio Consiglio per i Laici e del Pontificio Consiglio per la Cultura, al momento è membro della Congregazione per il Clero e della Congregazione per le Cause dei Santi.
Su sua richiesta il papa ha tolto nell'aprile 2014 la proibizione di stampa e di diffusione del libro "Esperienze Pastorali" di don Lorenzo Milani. Nella Visita del Pontefice alla Tomba di Don Milani a Barbiana (20 giugno 2017), ha condiviso il riconoscimento della esemplarità della figura del prete fiorentino, pur escludendo l'ipotesi di apertura di una causa di beatificazione.[6].
Il 14 dicembre 2017, su istanza del Comune di Sesto Fiorentino, ha siglato un protocollo di intesa con il Comune di Sesto, l'UCOII di Firenze e l'ateneo locale per la cessione di un'area di circa 8.3 ettari di proprietà dell'arcidiocesi alla comunità islamica. La Curia ha contestualmente sottoscritto l'impegno ad acquistare una superficie di 2.5 ettari dall'Università di Firenze.[7] Il centro si rivolge alla comunità islamica di Sesto (circa cento persone)[8] e a quella fiorentina.[9]
Si tratta di uno dei primi accordi di questo tipo stipulati in Italia, tesi a dare attuazione alla libertà religiosa e di culto sancite dal Concilio Vaticano II e a supportare concretamente le altre religioni abramitiche attraverso l'aiuto materiale necessario a dare effettività a tale diritto.[10][11][12] Al 2019, l'edificazione non era ancora stata avviata.
Il 24 febbraio 2022, giorno precedente il compimento dei 75 anni, ha inviato al papa la lettera di dimissioni dal governo dell'arcidiocesi di Firenze per raggiunti limiti di età, che sono state accettate con la formula donec aliter provideatur (cioè «finché non si provveda altrimenti»).[13][14] Il 18 aprile 2024papa Francesco ha nominato suo successore Gherardo Gambelli, del clero di Firenze. È rimasto amministratore apostolico dell'arcidiocesi fino all'ingresso del nuovo arcivescovo, avvenuto il 24 giugno seguente.
Scudobucranico, arma d'azzurro alla sbarra d'argento accompagnata da una stella a sei punte d'oro in capo, libro della Sacra Scrittura in punta, la sbarra è caricata con i gigli di Firenze bottonati in numero di tre in ossequio al concetto Trinitario, pallio inserito, come di consueto, alla base dello scudo, sotto di esso il mottoDeo et Verbo Gratiae