Den 4. juni 2008 ble han utnevnt til erkebiskop av Tulancingo i delstaten Hidalgo, og ble innsatt i embedet den 31. juli samme år.
I 2020, under covid-19-pandemien i Hidalgo, testet Domingo Díaz positivt i en klinisk test utført på ham. Den 27. oktober rapporterte pressekontoret til erkebispedømmet i Tulancingo at han inntil den dagen ikke hadde presentert symptomer på sykdommen. Likeledes ble det kunngjort suspendering av all pastoral virksomhet for erkebiskopen, samt hans isolasjon i sitt private hjem. Behandlingen av sykdommen fortsatte i en klinikk i Pachuca de Soto, hvor han ble overført den 7. november og deretter utskrevet den 14. samme måned.
