En aktiv deltager i Det Andet Vatikankoncil (1962-1965), Liénart var en førende liberal stemme i rådet og sad i dets formandskab. Da den romerske kurie, der overvejende bestod af konservative prælater, udsendte en liste over kandidater til medlemmerne af konciliets kommissioner, gjorde Liénart indsigelse mod at ingen af kandidaternes kvalifikationer var medtaget. Liénart, der blev bistået af kardinalerne Bernardus Johannes Alfrink og Giovanni Colombo, afleverede et af de afsluttende budskaber fra rådet den 8. december 1965. Han var også en af de kardinaler, der valgte påven i konklavet i 1963
, som udvalgte pave Paul VI.