Il arrive en Nouvelle-Espagne l'année suivante. Il est consacré dans la cathédrale de Puebla et prend ses fonctions d'évêque le . Quelques mois seulement après sa prise de fonctions, le roi Philippe IV le nomme vice-roi et président de l'audience royale de México(es).
Le , il prend ses fonctions dans la capitale vice-royale, laissant la gestion du diocèse du Yucatán aux mains du chapitre de ladite cathédrale. Le vice-roi précédent García Sarmiento de Sotomayor ne souhaitait pas céder sa charge ni le Trésor royal, ce qui a nécessité une intervention de la Couronne. Pour cette raison et d’autres, la déclaration de Notre Dame d'Izamal comme sainte patronne du Yucatán n'a pas été présentée.
Son gouvernement a duré moins d’un an. L'événement le plus marquant de son gouvernement fut l'autodafé qui eut lieu les 11 et sur la Plaza del Volador à Mexico, où treize hommes et femmes furent condamnés à mort et 99 autres furent fouettés. Parmi les accusés se trouvait Tomás Tremiño de Campos, un juif d'origine portugaise. Parmi les chefs d'accusation retenus contre les accusés figuraient l'utilisation de la langue mexicaine, des propos malveillants contre l'Inquisition, le roi d'Espagne et le pape.
Malgré cet événement, le vice-roi n'a pas pu assister à l'événement en raison de sa mauvaise santé.
Marcos de Torres y Rueda meurt peu de temps après à Mexico, le et est inhumé dans le temple de San Agustín dans la capitale. L'audience prit en charge le gouvernement jusqu'à l'arrivée du nouveau vice-roi.
