En 1814, il devient le premier évêque du diocèse anglican de Calcutta. Son diocèse ne se limitait pas à l'Inde, mais comprenait la totalité du territoire de la Compagnie britannique des Indes orientales. Thomas Middleton a fondé le Collège épiscopal de Calcutta, pour la formation du clergé. En , il est nommé membre de la Royal Society au motif qu'il était « un gentleman bien connu du monde littéraire comme l'auteur de plusieurs ouvrages classiques, et familiers de divers départements de la science[1]. »