Czwarty ordynariusz radomski ukończył 75 lat. Został mianowany pasterzem Kościoła radomskiego 16 października 2009 roku. Jego następcą papież Franciszek mianował bp. Marka Solarczyka.
Bp Henryk Tomasik 4 grudnia 2009 r. przewodniczył uroczystemu ogłoszeniu decyzji Stolicy Apostolskiej, mocą której św. Barbara została ustanowiona patronką Starachowic. Starania o przyznanie tego tytułu podjął jeszcze bp Zygmunt Zimowski. Natomiast po otrzymaniu prośby starosty opoczyńskiego i proboszczów z terenu powiatu opoczyńskiego, bp Henryk Tomasik zwrócił się z prośbą do Kongregacji Kultu Bożego i Dyscypliny Sakramentów o ogłoszenie św. Bartłomieja Apostoła patronem powiatu opoczyńskiego. Po otrzymaniu pozytywnej odpowiedzi biskup radomski 24 sierpnia 2012 r. w kolegiacie opoczyńskiej ogłosił tę decyzję papieską. Na prośbę bp. Henryka Tomasika Stolica Apostolska kilkakrotnie przyznała odznaczenia „Pro Ecclesia et Pontifice”, które wręczane były po raz pierwszy w dziejach diecezji.
W 2011 r. bp Henryk Tomasik uzyskał w Stolicy Apostolskiej łaskę odpustu zupełnego w związku z 200-leciem Cmentarza przy ul. Limanowskiego w Radomiu. Podobnie – w odpowiedzi na prośby bp. Henryka Tomasika – Penitencjaria Apostolska udzieliła odpustu zupełnego: w 2017 r. kościołom pw. św. Brata Alberta w Radomiu, Skarżysku-Kamiennej i Starachowicach – z okazji „Roku św. Brata Alberta”, jak też klasztorowi sióstr klarysek w Skaryszewie – w związku z 750. rocznicą śmierci bł. Salomei, w 2018 r. sanktuarium w Studziannie – z okazji 50. rocznicy koronacji Cudownego Obrazu Matki Bożej Świętorodzinnej, w 2019 r. parafii Jastrząb – z okazji peregrynacji pobłogosławionej przez Ojca Świętego Franciszka kopii obrazu Matki Bożej Bolesnej z miejscowego kościoła, w 2020 r. parafii Dąbrówka – w związku ze 100-leciem jej powstania.
Zgodnie ze wskazaniem papieża Franciszka zawartym w bulli „Misericordiae vultus”, 13 grudnia 2015 r. bp Henryk Tomasik, otworzył Bramę Jubileuszową i uroczyście zainaugurował Rok Miłosierdzia w diecezji radomskiej. Była to jednocześnie diecezjalna inauguracja jubileuszu 1050-lecia Chrztu Polski. Wraz z początkiem Roku Miłosierdzia – w odpowiedzi na propozycję bp. Henryka Tomasika – zainaugurowano w sanktuarium Ostrobramskim w Skarżysku-Kamiennej całodobową adorację Najświętszego Sakramentu, która trwała przez cały Rok Święty, a w katedrze radomskiej codzienną spowiedź, która postała stałą praktyką również po zakończeniu Roku Miłosierdzia. Inną inicjatywą bp. Henryka Tomasika było „Jerycho Różańcowe”, które odbyło się w diecezji od 25 marca do 23 grudnia 2017 r. Każdego dnia, przez całą dobę, wierni kolejnych parafii i wspólnot adorowali Najświętszy Sakrament, modląc się w intencjach wskazanych przez biskupa radomskiego. Każdego roku, 8 grudnia – w uroczystość Niepokalanego Poczęcia NMP bp Henryk Tomasik przed figurą Matki Bożej Niepokalanej znajdującej się przed kościołem ojców bernardynów w Radomiu zawierza Matce Bożej miasto Radom i całą diecezję.
Bp Henryk Tomasik zadbał o to, by relikwie św. Kazimierza – Patrona diecezji znalazły się w kościele farnym w Radomiu, w którym przed wiekami modlił się święty. Relikwie te przybyły do diecezji z Florencji, a uroczyste ich wprowadzenie do radomskiej fary, nazywane powrotem św. Kazimierza, odbyło się 3 października 2013 r. Inną cząstkę relikwii św. Kazimierza bp Henryk Tomasik przeznaczył i uroczyście wprowadził również do kościoła św. Wacława w Radomiu.
Na pierwsze lata posługi bp. Henryka Tomasika w diecezji radomskiej przypadły beatyfikacja i kanonizacja Jana Pawła II, w których uczestniczył biskup radomski.
W różnych okazjach bp Henryk Tomasik odwołuje się Sługi Bożego bp. Piotra Gołębiowskiego, którego proces beatyfikacyjny prowadzi diecezja radomska. Z okazji przypadającej w 2010 r. trzydziestej rocznicy jego śmierci, biskup radomski przewodniczył pielgrzymce diecezji radomskiej do jego grobu w katedrze sandomierskiej. Z kolei w 2017 r. pielgrzymowali tam – także z inicjatywy bp. Henryka Tomasika – księża diecezji radomskiej. W 2015 r. biskup radomski zatwierdził litanię do Sługi Bożego i nowennę za jego przyczyną.
W latach 2013-2014 bp Henryk Tomasik przeprowadził na etapie diecezjalnym proces beatyfikacyjny sługi Bożej matki Kazimiery Gruszczyńskiej, założycielki Sióstr Franciszkanek od Cierpiących. Z kolei w 2018 r. rozpoczął proces beatyfikacyjny Sł. B. ks. Romana Kotlarza – Męczennika Radomskiego Czerwca 1976 r. Cztery lata wcześniej otworzył w Pelagowie Izbę Pamięci ks. Romana Kotlarza i poświęcił kamień z dedykowaną mu tablicą. W 2020 r. bp Henryk Tomasik poświęcił pamiątkową tablicę ku czci sługi Bożej Wandy Malczewskiej w radomskiej farze – w świątyni, która była kościołem parafialnym Kandydatki na ołtarze.
W 2013 r. bp Henryk Tomasik poświęcił w katedrze odnowiony ołtarz Matki Bożej Częstochowskiej, a dwa lata później poświęcił i otworzył w Radomiu Muzeum Katedralne. Z kolei w 2016 r. przeprowadzony został remont kaplicy Wyższego Seminarium Duchownego w Radomiu, której nadano nowy wystrój, a dwa lata później odnowiono kaplicę w Domu Księży Emerytów w Radomiu, którą po odnowieniu poświęcił bp Henryk Tomasik. W 2019 r. biskup radomski poświęcił w Kolonii Jedlnia Kaplicę Wieczystej Adoracji św. Jana Pawła II.
W Wyższym Seminarium Duchownym w Radomiu bp Henryk Tomasik wykłada antropologię filozoficzną na roku II i nowe wyzwania duszpasterskie na roku VI. Na skutek zmian strukturalnych i niemożności dalszego funkcjonowania Instytutu Teologicznego UKSW w Radomiu, po wcześniejszych ustaleniach, bp Henryk Tomasik 25 czerwca 2013 r. podpisał wraz z ks. prof. dr. hab. Antonim Dębińskim, rektorem Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego Jana Pawła II, afiliację radomskiego seminarium do tegoż uniwersytetu. W 2017 r. powstał w Radomiu Instytut Teologiczny, pod patronatem Papieskiego Wydziału Teologicznego w Warszawie.
W 2010 r. bp Henryk Tomasik powołał Diecezjalny Zespół Wdrażania Programów Pomocowych. W następnym roku ustanowił Radę Artystyczno-Budowlaną Diecezji Radomskiej, a w 2012 r. Diecezjalną Radę Duszpasterską. Także w 2012 r. biskup radomski zatwierdził Statut Stowarzyszenia „Żywy Różaniec”, a w roku następnym statut Ruchu Rodzin Nazaretańskich w diecezji radomskiej. W wigilię Zesłania Ducha Świętego w 2014 r. erygował Szkołę Nowej Ewangelizacji św. Dobrego Łotra. W 2015 r. powołał do istnienia Diecezjalny Ośrodek Trzeźwości, który znajduje się przy parafii Miłosierdzia Bożego w Radomiu, a dwa lata później przewodniczył tam Diecezjalnemu Kongresowi Trzeźwości. W 2016 r. bp Henryk Tomasik dokonał otwarcia w Radomiu Międzynarodowego Centrum Wolontariatu. Z inicjatywy biskupa radomskiego, począwszy od 2013 r., organizowane są coroczne pielgrzymki bierzmowanych do sanktuariów diecezji. Jako stałą formę duszpasterstwa młodzieży w diecezji radomskiej bp Henryk Tomasik ustanowił centra duszpasterstwa młodzieży i Radę Młodzieżową.