Den 18 februari 2012 upphöjde påve Benedikt XVI Filoni till kardinaldiakon med Nostra Signora di Coromoto in San Giovanni di Dio som titeldiakonia. Kardinal Filoni deltog i konklaven 2013, vilken valde Franciskus till ny påve. Filoni deltog i extraordinarie biskopssynoden om familjen i oktober 2014 och i ordinarie biskopssynoden om familjen i oktober 2015.