Pada 10 Januari 1956, Paus Pius XII mengangkatnya menjadi uskup titulerCelerina dan uskup koajutor Santa Maria. Luís Victor Sartori menggantikan Antônio Reis dalam jabatan Uskup Santa Maria pada 14 September 1960. Luís Victor Sartori terlibat dalam Konsili Vatikan Kedua.