En 1115, fue nombrado Obispo, pero él lo rehuyó hasta que, por fin, tuvo que aceptarlo por obediencia. Su ministerio giró en torno a la atención espiritual de las almas con el gran don de la elocuencia que poseía, así como la reconstrucción de templos y la caridad con los pobres. A la muerte del Papa Pascual, se elige a Gelasio II y Olegario marcha a Roma a renovar la fidelidad ante el nuevo Vicario de Cristo. Al volver a España, Tarragona ha sido recuperada de los musulmanes y la Providencia se fija en él para regir aquella Sede Episcopal. A este servicio, el Pontífice le encomienda un nuevo cometido como es el de ser su Legado en toda España. Participó en varios concilios donde se condenó al antipapa Anacleto y tuvo parte en la reconciliación de Don Alonso de Castilla y Don Ramiro de Aragón. Apoyó la reconstrucción de diversas iglesias al volver de Tierra Santa, muriendo el año 1136.