W czerwcu 1882 r. otrzymał nominację na profesora Seminarium Duchownego w Płocku, gdzie uczył łaciny; liturgii i teologii moralnej. W latach 1882-1883 pełnił również funkcję wikariusza parafii św. Bartłomieja i rektora kościoła poreformackiego. 

W 1883 r. z nominacji biskupa Kacpra Borowskiego został wicerektorem Seminarium; funkcję tę pełnił do 1901 r. W tym czasie dał się poznać jako wymagający moderator i wybitny profesor - znawca i miłośnik liturgii. Jego szczególne zainteresowanie liturgią sprawiło, że w 1888 r. biskup Kossowski mianował go ceremoniarzem katedralnym. W tym okresie przygotował do druku pierwsze prace z dziedziny liturgiki.

W 1887 r odbył tajną misję do Rzymu w sprawie uzyskania specjalnego Facultates dla prześladowanego przez władze carskie rządcy diecezji. W dowód uznania został w wieku 30 lat mianowany kanonikiem honorowym kapituły płockiej. Równie blisko współpracuje później z następnym rządcą diecezji, biskupem Michałem Nowodworskim. Bardzo aktywnie zaangażował się w redagowanie Encyklopedii Kościelnej. 

Włącza się też w pracę społeczną na terenie Płocka. W 1896 r. odbywa pielgrzymkę do Ziemi Świętej.  Przez cały czas pracuje naukowo, publikując w czasopismach kościelnych wiele ważnych artykułów. W latach 1901-1908 pełnił obowiązki regensa Seminarium. Nowy rządca diecezji biskup Jerzy Szembek mianował go w 1902 r. wikariuszem generalnym, a w 1904 r. Stolica Apostolska obdarzyła godnością prałata. Po odejściu biskupa Szembeka do Mohylewa ks. Nowowiejski w latach 1903-1904, jako wikariusz generalny, zarządza diecezją,. W chwili objęcia rządów w diecezji przez nowego ordynariusza, biskupa Apolinarego Wnukowskiego z Żytomierza, prałat Nowowiejski zostaje ponownie mianowany wikariuszem generalnym. Biskup Wnukowski po czterech latach rządów w diecezji płockiej został mianowany metropolitą w Mohylewie. Momentem przełomowym w życiu ks. Nowowiejskiego był rok 1908. Wtedy to bowiem papież Pius X na wniosek biskupa Wnukowskiego mianował go 12 czerwca biskupem płockim. Sakrę biskupią przyjął 6 grudnia w Petersburgu z rąk swego poprzednika na stolicy biskupiej w Płocku, a wówczas już arcybiskupa Wnukowskiego, metropolity mohylewskiego oraz biskupa S. Zdzitowieckiego z Włocławka i A. Niedziałkowskiego, biskupa łuckiego.

Przez cały czas trwającej 33 lata biskupiej posługi w diecezji płockiej dawał dowody wielkiej duszpasterskiej troski zarówno o duchowieństwo, jak i wiernych świeckich. O jego staraniach zapewnienia odpowiedniego intelektualnego i duchowego poziomu duchowieństwa i wiernych świeckich świadczą: reforma studiów seminaryjnych, rozbudowa gmachów tej uczelni, założenie w 1908 r. pierwszego w Królestwie Polskim muzeum diecezjalnego, utworzenie w 1916 r. Niższego Seminarium, utworzenie w 1917 r. w Płocku szkoły organistowskiej, wybudowanie w 1929 r dla kleryków domu letniskowego (Antoniówka), wybudowanie w diecezji wielu domów Akcji Katolickiej, konsekrowanie ok. 40 nowo wybudowanych bądź odbudowanych kościołów. 

Nie sposób w krótkim tekście wyliczyć wszystkich zasług biskupa Nowowiejskiego; dość przypomnieć, że w dowód uznania za wszechstronną troskę o dobro Kościoła Płockiego papież Benedykt XV mianował go asystentem tronu papieskiego. Pius XI zaś w 1930 r. arcybiskupem tytularnym Silyum. W 1931 r. - w 50 rocznicę święceń kapłańskich - otrzymał Krzyż Komandorski z Gwiazdą Orderu "Polonia Restituta". W tym też roku Uniwersytet Warszawski nadał mu doktorat honoris causa, a w Płocku otrzymał tytuł Honorowego Członka Rady Miasta.

Niestety, los wielu milionów Polaków dotkniętych wojennymi represjami podzielił również abp Nowowiejski i bp L. Wetmański, sufragan płocki. Po długich latach owocnego duszpasterzowania w diecezji płockiej i wielkiego zaangażowania w sprawy misyjne w Polsce w życiu abpa Nowowiejskiego rozpoczął się ostatni i najtrudniejszy etap. 28 II 1940 r. został on wraz ze swoim sufraganem biskupem Wetmańskim wywieziony przez Niemców do Słupna k. Płocka, gdzie byli internowani do 7 III 1941 r. Następnie przewieziono ich do obozu zagłady w Działdowie. Mimo sędziwego wieku abp Nowowiejski znosił mężnie okrutne udręczenia obozowego życia. Jako duchowy Ojciec niósł swoim kapłanom-współwięźniom pociechę i nadzieję. W tych trudnych dla Ojczyzny i Kościoła chwilach pozostał jako dobry pasterz do końca wśród swoich kapłanów i wiernych, by na koniec przez męczeńską śmierć dać najpiękniejsze świadectwo ., miłości Boga i Ojczyzny. Zmarł prawdopodobnie 28 V 1941 r przeżywszy 83 lata, w tym 60 lat kapłaństwa i 33 lata biskupstwa. Do dziś nie udało się ustalić miejsca pochowania jego ciała.