28 kwietnia 1846 ten sam papież mianował go administratorem apostolskim diecezji pekińskiejŹródła nie są zgodne czy pełnił tę funkcję wraz z urzędem wikariusza apostolskiego Mongolii czy zrezygnował z mongolskiej katedry. Kolejny biskup w Mongolii Florent Daguin CM został koadiutorem, a urząd ordynariusza objął dopiero po wyznaczeniu bpa Mouly'ego wikariuszem apostolskim (biskupem) Pekinu.. 3 stycznia 1856 papież Pius IX ustanowił go pełnoprawnym ordynariuszem PekinuŹródła nie są zgodne czy został wówczas wikariuszem apostolskim czy biskupem Pekinu. Diecezja pekińska została zniesiona dopiero kilka miesięcy później. Źródła nie podają jednak, aby biskup Mouly utracił biskupstwo in partibus infidelium, co by miało miejsce w przypadku, gdyby został biskupem rzeczywistej diecezji.. 30 maja 1856 zniesiono diecezję pekińską dzieląc ją na trzy wikariaty apostolskiew tym jeden odłączono już 2 kwietnia 1856. Biskup Mouly został wówczas wikariuszem apostolskim Północnego Zhili, ze stolicą biskupią w Pekinie. Urząd ten sprawował do śmierci 4 grudnia 1868.