Il 24 novembre mons. Carlo Luigi Morichini (1805-1879) è designato arcivescovo di Bologna. Fa il suo ingresso solenne in città il 24 dicembre. La sua nomina non ottiene però il regio exequatur, il nulla-osta reale, e questo lo induce a ritornare a Jesi, dove è amministratore apostolico temporaneo.

Dietro forti sollecitazioni della curia romana torna a Bologna nel marzo 1872 e fino al 1875 intraprende una visita pastorale generale della diocesi.

Si impegnerà in questi anni nella preparazione spirituale del clero, riorganizzando il seminario (che tra l'altro sarà la sua residenza, non potendo usufruire dell'arcivescovado).

Riserverà inoltre una particolare attenzione ai temi del matrimonio e dell'istruzione religiosa. Sarà fondatore del giornale "La Diocesi".

Nel 1876 dovrà rinunciare alla sede episcopale bolognese per motivi di salute e pochi mesi dopo scriverà al suo gregge perduto: “Ho cessato di governarvi, ma non di amarvi”. Morirà a Roma il 26 aprile 1879.