Papst Clemens XI. erhob ihn im Konsistorium vom 18. Mai 1712 zum Kardinalpriester; den Kardinalshut und den Titel von "Santa Balbina" empfing Antonio Zondadari am 23. September 1715. Vom 10. Januar 1718 bis zum 8. Februar 1719 war er Kämmerer des Heiligen Kardinalskollegiums. Er nahm am Konklave 1721 teil, bei dem Papst Innozenz XIII. gewählt wurde. Wohl in Abwesenheit von Kardinal Carlo Maria Marini, während dessen Amtszeit als Legat in der Romagna, war er Pro-Präfekt der Ritenkongregation. Er war Teilnehmer am Konklave 1730, aus dem Clemens XII. als Papst hervorging und in dessen Verlauf Kardinal Cornelio Bentivoglio die Exklusive König Philipps V. von Spanien gegen Zondadaris Wahl zum Papst vorbrachte. Vom 27. Juli 1730 an war er Präfekt der Apostolischen Signatur; am 9. April 1731 wechselte er zur Titelkirche "Santa Prassede".