Lors d’un voyage à l’étranger en 1129, il est élu à l’archevêché de Rouen et consacré le 14 septembre 1130 par Richard de Douvres, évêque de Bayeux. À cette époque, il fonde l’abbaye de Saint-Martin d’Aumale.
Dans sa province, il a essayé en vain de mettre les abbés puissants sous son contrôle. Il soutient le pape Innocent II contre Anaclet II, reçoit Innocent à Rouen les 9, 10 et 11 mai 1131, en compagnie de Bernard de Clairvaux, et le rejoint au concile de Reims dans la même année, qui voit l’excommunication d’Anaclet II, et lui apporte des lettres dans lesquelles le roi d’Angleterre l’a reconnu comme pape légitime. Il obtient du pape une bulle datée du 6 octobre 1131 qui confirme les biens de la cathédrale y compris Aumale et les châteaux de Tosny et d’Ailly-sur-Somme.
Henri 1er prend le parti des abbés dans leur lutte avec Hugues, et il est maintenant plus irrité par le refus de consacrer Richard , évêque de Bayeux, fils naturel du comte de Gloucester, en raison de sa naissance illégitime. Cette difficulté a été surmontée grâce à une dispense spéciale du pape, mais Hugues juge prudent d’aller au Concile de Pise en 1135, et de rester en Italie un certain temps où il officie comme légat du pape. Il est rappelé par la noblesse de sa province et les plaintes personnelles du roi Henri, et revient en 1135, selon une lettre conservée dans l’“Historia Novella” de Guillaume de Malmesbury, assister le roi sur son lit de mort. Il est de retour à Rouen en 1136.
Partisan de Étienne d’Angleterre, il passe beaucoup de temps en Angleterre pendant la guerre civile. Début 1137, Étienne va en Normandie, et échoue à capturer le demi-frère de Mathilde, Robert, comte de Glouceste r. C’est par l’intervention d’Hugues que le différend entre le roi et les évêques en ce qui concerne la garde des châteaux a été réglée au conseil d’Oxford en 1139, qu’Henri de Blois avait convoqué. Hugues réconcilie le comte de Gloucester et le comte de Boulogne. Sans le soutien du roi aux abbés rebelles de la province, il est en mesure d’appliquer la décision du concile de Reims, et d’exiger un serment d’obéissance, parmi lesquels se trouve Thibaut du Bec, nouvel abbé du Bec et futur archevêque de Cantorbéry.
Hugues d’Amiens entretient des liens avec Suger, abbé de Saint-Denis et participe activement aux cérémonies lors de la construction de l’abbatiale Saint-Denis. Il consacre en 1140 l’abbatiale avec les évêques Pierre de Senlis et Eudes de Beauvais. En 1144, il assiste à la consécration de l’autel de la Vierge dans la chapelle axiale de l’abbatiale et participe à l’ouverture des châsses des martyrs.
Au cours de son archiépiscopat, Hugues favorise l’implantation d’ordres monastiques nouveaux, chanoines réguliers, Templiers, Cisterciens et Prémontrés. Mais il confirme les biens des établissements existants pour apaiser les conflits qui pourraient surgir.
En 1147, Hugues prend part à la controverse avec Gilbert de la Porrée . En 1150, Henri, fils de Geoffroy Plantagenêt, commence à régner en Normandie. Hugues trouve en lui un fervent défenseur.
Il meurt le 11 novembre 1164, et il est enterré dans la cathédrale de Rouen.