1903 ernannte ihn Papst Pius X. zum Titularbischof von "Philadelphia in Lydia" und zum Weihbischof in Venedig. Die Bischofsweihe empfing Aristide Cavallari durch Francesco Kardinal Satolli, Mitkonsekratoren waren Jeremy James Harty, Erzbischof von Manila, und Paolo Maria Barone, emeritierter Bischof von Casale Monferrato. 1904 wurde er zunächst Generalvikar, wenige Monate darauf Patriarch von Venedig. 1907 nahm ihn der Papst als Kardinalpriester mit der Titelkirche "Santa Maria in Cosmedin" ("pro hac vice") in das Kardinalskollegium auf. Aristide nahm am Konklave des Jahres 1914 teil.