Am 9. Juni 1653 wurde er zum Kardinalbischof des suburbikarischen Bistums Albano erhoben. Die Bischofsweihe spendete ihm am 6. Juli desselben Jahres der Kardinalbischof von Porto und Santa Rufina, Francesco Barberini; Mitkonsekratoren waren Giovanni Battista Spada, Lateinischer Patriarch von Konstantinopel, und Erzbischof Giulio Rospigliosi, der spätere Papst Clemens IX. Marzio Ginetti nahm am Konklave 1655 teil, aus dem Alexander VII. als Papst hervorging. Ab 1661 bis zu seinem Tod war er Präfekt der Kongregation für den Index und von Juni 1663 bis zu seinem Tod Präfekt der Ritenkongregation. Am 2. Juli 1663 wechselte er auf den suburbikarischen Bischofssitz von Sabina und am 11. Oktober 1666 auf den von Porto und Santa Rufina, zugleich wurde er Vize-Dekan des Heiligen Kardinalskollegiums. Er war Teilnehmer am Konklave 1667, das Clemens IX. zum Papst wählte, sowie am Konklave 1669–1670, das Clemens X. erwählte, wobei er letzteres am 30. März 1670 verließ.