19 XI 1962 r. ks. Kazimierz Majdański został mianowany przez św. Papieża Jana XXIII biskupem pomocniczym we Włocławku (z tytularną stolicą Zorolo).
Sakrę biskupią otrzymał 24 III 1963 we Włocławku z rąk Sługi Bożego Kard. Stefana Wyszyńskiego; współkonsekratorami byli Biskup włocławski Antoni Pawłowski i Sługa Boży Biskup Wilhelm Pluta. Za dewizę przyjął słowa: Facere voluntatem Tuam – Pełnić wolę Twoją (por. Hbr 10, 7). W herbie umieścił wizerunek Najświętszej Rodziny.
Zdjęcia z konsekracji biskupiej we Włocławku, 24 marca 1963 r.
Brał aktywny udział w pracach II Soboru Watykańskiego (II i IV sesja). Wygłosił na Auli Soborowej w dniu 29 X 1965 przemówienie w imieniu Episkopatu Polski o potrzebie szacunku dla ludzkiego życia – przeciw wszelkim rodzajom dyskryminacji.
„Należy też powiedzieć, że dążyć trzeba do prawdziwego pokoju, opartego, bez wszelkiej hipokryzji, na przykazaniu Bożym: «Nie zabijaj» – i że należy wykluczyć wszelki rodzaj dyskryminacji, także tej najbardziej okrutnej, na skutek którego rozkwitające życie ludzkie zostaje okrutnie zgaszone, a cześć dla osoby ludzkiej i równość między wszystkimi ludźmi zostaje nieuleczalnie okaleczona”.
(bp K. Majdański, Głos na Auli Soborowej w czasie 138 sesji generalnej, w dniu 29 X 1965 r.)
Brał czynny udział w obradach Sympozjum Biskupów Europejskich w Chur (1969) i w Rzymie (1975).
6 II 1975 bł. Papież Paweł VI mianował ks. Biskupa Majdańskiego członkiem Watykańskiego Sekretariatu dla Niewierzących, w którego pracach uczestniczył do 25 III 1981 r. Zorganizował w Polsce Komisję Episkopatu ds. Dialogu z Niewierzącymi i był także przez dwie kadencje jej przewodniczącym.
Był wiceprzewodniczącym Komisji Episkopatu „Iustitia et Pax” oraz Komisji ds. Duszpasterstwa Rodzin. W ramach Komisji Duszpasterstwa Rodzin koordynował prace dotyczące kanonicznego badania narzeczonych (1977-79).