Fu poi chiamato in Vaticano, per lavorare in Segreteria di Stato (1976-1978), e quindi trasferito alla Seconda Sezione della Segreteria di Stato, allora chiamata Consiglio per gli Affari Pubblici della Chiesa (1978-1984).

Prestò in seguito servizio presso le Nunziature Apostoliche nella Repubblica Federale Socialista di Jugoslavia (1984-1987) e negli Stati Uniti d’America (1987-1989). A Washington era anche Osservatore Permanente Aggiunto presso l’Organizzazione degli Stati Americani.

Nominato Nunzio Apostolico in Bolivia il 21 ottobre 1989, fu elevato alla dignità di Arcivescovo, con il titolo di Torcello.

Fu ordinato Vescovo dal Papa Giovanni Paolo II il 6 gennaio 1990, nella Basilica di San Pietro.

Ha servito come Nunzio Apostolico in Bolivia fino al 1996. In quell’anno, a marzo, fu nominato Nunzio Apostolico in Kenya.

Fu poi accreditato come Osservatore Permanente della Santa Sede ai programmi delle Nazioni Unite con sede in Nairobi: UNEP, per i problemi ecologici, e Habitat, per gli insediamenti umani.

Nel mese di ottobre 2004, fu trasferito alla Nunziatura Apostolica di Stoccolma, come Rappresentante Pontificio presso i Paesi Nordici: Svezia, Danimarca, Finlandia, Islanda e Norvegia.

Il 18 ottobre 2007 fu nominato Arcivescovo della Prelatura Territoriale di Loreto, in Italia, e Delegato Pontificio del Santuario della Santa Casa. Ha preso possesso del suo incarico il 1° dicembre 2007. Dall’8 marzo 2014, è stato anche Delegato Pontificio per il Santuario di S. Antonio in Padova.

In 24 maggio 2017 ha lasciato questi incarichi, per raggiunti limiti di età, ed è tornato a vivere nella città di Fano. Continua a predicare corsi di esercizi spirituali, per sacerdoti e religiose e ad accompagnare pellegrinaggi, soprattutto in Terra Santa.

Pubblicazioni

• Nel 2004, insieme con Roberto Ansuini, ha curato il volume “Don Paolo”, che raccoglie scritti e testimonianze su suo fratello, Don Paolo Tonucci, missionario “fidei donum” in Brasile, morto nel 1994.
• Nel 2005 ha pubblicato in Kenya il volumetto in inglese “God’s letter to me – 101 questions and answers on the Bible”, sulla Bibbia (il testo, tradotto in italiano, si trova nella sezione “Libri“).
• Nel 2006, ha pubblicato il libro fotografico “Visioni di un pellegrino – Le foto di Mzee Mwenda”, con testi in inglese e italiano.
• Nel 2007, con Massimo Ciavaglia, ha curato la traduzione in dialetto fanese del Vangelo di San Marco: “Él Vangel cum l’ha scrit San Mârc” (Esaurito. Il testo si trova nella sezione “Libri“).
• Nel 2008 ha pubblicato in Kenya un secondo volumetto in inglese “Doubts on Christian life – 101 questions and answers on Christian life”, sulla vita cristiana. (il testo, tradotto in italiano, si trova nella sezione “Libri“)
• Nel 2010, in collaborazione con Valentino Salvoldi, ha pubblicato un libretto di preghiera e meditazione “Per diventare anche noi come Maria”.
• Nel 2011, con Massimo Ciavaglia e Giancarlo Bertini, ha curato la traduzione in dialetto fanese delle parabole del Vangelo: “Le parâbul del Signurìn”.
• Nel 2012, come parte della collana “Quaderni del Messaggio” delle edizioni Santa Casa, è stato pubblicato il volumetto: “Le donne nella Bibbia – Pentateuco e Libri Storici”, a cui, nel 2015, ha fatto seguito un secondo volume “Le donne nella Bibbia – Libri Sapienziali e Profetici” e infine, nel 2017, il terzo volume “Le Donne nella Bibbia – Nuovo Testamento”. (N.B. il primo volume è esaurito, si trova nella sezione “Libri“)
• Gli stessi testi sono stati pubblicati in lingua inglese, in Kenya e in Nigeria, in due volumi: “Women in the Bible – Old Testament” e “Women in the Bible – New Testament”.
• Nel 2014, per i tipi della Velar, ha scritto una breve biografia di suo fratello Don Paolo, nel 20° anniversario della sua morte: “Don Paolo Tonucci uomo sacerdote profeta”.
• Nel 2019, con Massimo Ciavaglia e Giancarlo Bertini, ha curato la traduzione in dialetto fanese dei racconti evangelici della Passione di Gesù: La Pasión de Gesù Crist cum è scrita ti quatre vangél.