Glemp bezweek aan de gevolgen van longkanker. Hij werd in 1981 benoemd tot aartsbisschop van Warschau en Gniezno. 2 jaar later benoemde zijn landgenoot paus Johannes Paulus II hem tot kardinaal. In 2007 legde Glemp zijn functie neer.

In de tijd dat Glemp het aartsbisdom bestuurde, werd Polen een democratisch land en trad het toe tot de Europese Unie. Glemp kreeg veel kritiek omdat hij aanvankelijk het klooster van de zusters karmelietessen op het terrein van het voormalige concentratiekamp Auschwitz verdedigde.