Am 21. Februar 1998 nahm ihn Johannes Paul II. als Kardinalpriester mit der Titelkirche "San Francesco d’Assisi a Ripa Grande" in das Kardinalskollegium auf. Norberto Rivera Carrera nahm am Konklave 2005, in dem Benedikt XVI. gewählt wurde, teil. Benedikt XVI. nahm ihn am 23. Oktober 2010 in den Kardinalsrat für wirtschaftliche Angelegenheiten auf. Nach dem Rücktritt Benedikts XVI. nahm er auch am Konklave 2013 teil, in dem Papst Franziskus gewählt wurde. Carrera ist Mitglied der Kongregation für den Klerus. Am 15. März 2014 wurde er als Mitglied der päpstlichen Lateinamerikakommission bestätigt.