Han ble presteviet 17. juni 1987 av kardinal Friedrich Wetter. Han var så kapellan i Traunreut, Haar og Zorneding. I 1992 ble han assistent ved universitetet i München til Gerhard Ludwig Müller, som var professor i dogmatisk teologi, og ble selv doktor i teologi i 1997. I 2004 hadde han habilitert seg, og begynte samme året ved Universitetet i Fribourg, der han ledet et fagfakultet fra 2004 til 2005.
Fra 2005 til 2013 var han professor i dogmatikk og dogmehistorie ved det teologiske fakultet ved Universitetet i Trier.
Den 6. desember 2012 ble han utnevnt til biskop av Regensburg. Biskop Voderholzer ble bispeviet 26. januar 2013 av kardinal Reinhard Marx, erkebiskop av München og Freising; medkonsekrerende var den tidligere biskop av Regensburg, Gerhard Ludwig Müller; og biskopen av Plzeň, František Radkovsky.
Hermeneutik: Von der Schrift bis Schleiermacher (Handbuch der Dogmengeschichte), Herder Freiburg 2003, ISBN 3-451-00701-0.
(Zusammen mit Ernst Kögler) Er führte mich hinaus ins Weite. Pater Victricius Berndt OFMCap (1915–2003). Lebensbild eines sudetendeutschen Priesters. Aufzeichnungen. Predigten. Erinnerungen. (= Für Kirche und Volksgruppe. Kleine Reihe des Sudetendeutschen Priesterwerkes, Band 11), Reimlingen 2006.
(Utg. med Christian Schaller og Michael Schulz): Mittler und Befreier: Die christologische Dimension der Theologie. Herder, Freiburg 2008, ISBN 3-451-29804-X (Festschrift für Gerhard Ludwig Müller).
Offenbarung, Tradition und Schriftauslegung. Bausteine zu einer christlichen Bibelhermeneutik. Verlag Friedrich Pustet, Regensburg 2013, 208 S., ISBN 978-3-7917-2519-2.
„Und das Wort ist Fleisch geworden …“. Gedanken zur Advents- und Weihnachtszeit. Verlag Friedrich Pustet, Regensburg 2016, 112 S., ISBN 978-3-7917-2828-5.
Die Krippe hilft mit, dass Weihnachten Weihnachten bleibt. In: Vom Staunen und Bewundern. Papst Franziskus und Bischof Rudolf über den Wert, die Bedeutung und die Geschichte der Krippe. (= Kunstsammlungen des Bistums Regensburg, Diözesanmuseum Regensburg, Kataloge und Schriften, Band 48, hrsg. von Maria Baumann), Regensburg 2019, erweiterte Neuauflage 2020, S. 25–45, ISBN 978-3-96018-093-7.
Zur Erneuerung der Kirche. Geistliche Impulse zu aktuellen Herausforderungen. Verlag Friedrich Pustet, Regensburg 2020, 256 S., ISBN 978-3-7917-3138-4.
„Der ersetzte Sabbat“. Verkündigung in Coronazeiten. Verlag Schnell & Steiner, Regensburg 2020, 176 S., ISBN 978-3-7954-3580-6.
„Mutter der schönen Liebe“. Maria und ihre biblischen Vorausbilder in der Regensburger Kirche St. Kassian. (= MARIANUM Bd. 6), Verlag Schnell & Steiner, Regensburg 2021, 55 S., ISBN 978-3-7954-3695-7.
Christusrepräsentation und Priestertum der Frau. I: Jan-Heiner Tück og Magnus Striet (utg.): Jesus Christus. Alpha und Omega, Festschrift für Helmut Hoping. Verlag Herder, Freiburg im Breisgau 2021, S. 592–611, ISBN 978-3-4513-8856-9.