Занимая консервативную позицию, Иоганн фон Гейсель получил поддержку своей деятельности со стороны светских властей, обеспокоенных нарастанием революционных настроений. Выступив против учения профессора Боннского университета Георга Гермеса, Иоганну фон Гейселю удалось добиться отстранения его последователей И.Й.В. Брауна и Иоганна Генриха Ахтерфельдта от преподавания в Боннском университете (1843 г.). Он реорганизовал богословский факультет Боннского университета, пригласил новых профессоров. Стараниями Иоганна фон Гейселя было открыто несколько новых семинарий. 19 октября 1845 г., после смерти Клеменса Августа фон Дросте-Вишеринга, Иоганн фон Гейсель унаследовал должность архиепископа Кёльнского. 24 ноября 1845 г. папа Григорий XVI пожаловал ему паллий, 2 декабря 1845 г. назначил Иоганна фон Гейселя ассистентом папского трона. 11 января 1846 г. состоялась церемония вступления в должность архиепископа Кёльнского. В октябре 1848 г. Иоганн фон Гейсель председательствовал в Вюрцбурге на первой конференции немецких католических епископов, которая положила начало созданию объединений епископата по принципу национально-государственной принадлежности. 30 сентября 1850 г. папа Римский Пий IX (1846–1878 гг.) возвёл Иоганна фон Гейселя в достоинство кардинала-пресвитера, в тот же день ему была направлена кардинальская биретта. Остальные знаки кардинальского достоинства и титулярный римский храм святого Лаврентия (S. Laurentii in Panisperna) Иоганн фон Гейсель получил только 19 марта 1857 г., когда смог прибыть в Рим. В 1854 г. Иоганн фон Гейсель распорядился торжественно отметить провозглашение догмата о непорочном зачатии Девы Марии. Приверженец политики Рима, он активно поддерживал обсуждавшиеся в те годы идеи об усилении папской власти и о необходимости её догматического определения. На провинциальном Синоде в Кёльне (1860 г.) Иоганн фон Гейсель стал инициатором обсуждения и одобрения тезиса о папской безошибочности в делах, касающихся вероучения и морали, утверждённого впоследствии первым Ватиканским собором. При Иоганне фон Гейселе были закончены строительные работы, и состоялось освящение кафедрального собора в Кёльне (октябрь 1863 г.), в крипте которого он был погребён.