Dopo aver ricoperto alcuni incarichi nella diocesi natale, venne nominato Ausiliare del Vescovo di Mantova (28 ottobre 1951), cui successe l'8 settembre 1954. Partecipò attivamente al Concilio Ecumenico Vaticano II nella Commissione "De doctrina fidei et morum" e alla vita della CEI, prima nella Commissione pastorale-liturgica e poi in quella per il clero ed i seminari.
Il 16 luglio 1967 papa Paolo VI lo nominò Coadiutore con diritto di successione nell'Arcidiocesi di Bologna e alla rinuncia del card. Lercaro ne divenne Arcivescovo (12 febbraio 1968). Creato e pubblicato cardinale il 28 aprile 1969 da papa Montini che il 3 ottobre dello stesso anno lo nominò Presidente della CEI, carica da lui tenuta per un decennio.
Il suo episcopato bolognese è ricordato: per il ricco e profondo magistero svolto con le solenni omelie, per le notificazioni e le lettere pastorali, nonché per l'istituzione in diocesi delle strutture di partecipazione volute dal Concilio quali il Consiglio presbiterale, il Consiglio pastorale diocesano e i Consigli pastorali vicariali; per la riorganizzazione della Curia con la creazione di nuovi organismi come i Vicari episcopali, l'Ufficio pastorale per la famiglia, il Centro diocesano vocazioni, il Centro missionario diocesano, la Caritas diocesana; per l'intensa opera di apostolato sia nei confronti dei bisognosi della città, con l'istituzione della Mensa della fraternità, sia nei confronti dei popoli lontani, con l'istituzione della Missione di Usokami nella diocesi di Iringa in Tanzania.
Uno dei suoi più grandi impegni pastorali fu la storica visita di Giovanni Paolo II a Bologna, il 18 aprile 1982. Pochi giorni dopo l'avvenimento egli venne colto da un grave disturbo cardiaco che fu causa delle sue dimissioni, accolte dal Pontefice l'11 febbraio 1983.
Concluse la vita terrena il 24 settembre 1985.