19 kwietnia 1994 roku otrzymał nominację na biskupa rodzinnej diecezji Rockford. Sakry udzielił mu ówczesny metropolita Chicago kardynał Joseph Bernardin. Jako pasterz diecezji, stał się duchowym przywódcą prawie półmilionowej społeczności katolików w północno-zachodniej części stanu Illinois. Od roku 2000 jest członkiem Najwyższego Trybunału Sygnatury Apostolskiej, a także Kongregacji ds. Duchowieństwa.
Bp Doran jest jednym z bardziej konserwatywnych amerykańskich hierarchów. Był jednym z pierwszych zwolenników mszy trydenckiej w amerykańskim episkopacie i jeszcze przed wydaniem Summorum Pontificum chętnie wydawał indulty na sprawowanie mszy w dawnym rycie. Jest też zdecydowanym przeciwnikiem aborcji, a w roku 2009 wyraził „głębokie zaniepokojenie i oburzenie” na decyzję Uniwersytetu Notre Dame, która przyznała tytuł doktora honoris causa prezydentowi Barackowi Obamie. Sugerował nawet, by uczelnia zmieniła nazwę z katolickiej na świecką.
Na internetowej stronie diecezji można obejrzeć codzienne 30-sekundowe refleksje biskupa na temat fragmentów ewangelii z danego dnia.