Elit bir pist bisikletçisi olarak ilk yıllarında, Cavendish, sırasıyla Rob Hayles ve Bradley Wiggins ile Büyük Britanya için yarıştığı 2005 ve 2008 UCI Pist Bisikleti Dünya Şampiyonası'nda madison kategorisinde altın madalya kazandı ve 2006 Commonwealth Games scratch yarışta Man Adası için altın madalya aldı. 2008 Yaz Olimpiyatları'nda madalya kazanamadıktan sonra 2015 yılına kadar pistte yarışmadı, ardından 2016'da madisonda Wiggins ile üçüncü UCI Pist Bisikleti Dünya Şampiyonası unvanını ve 2016 Yaz Olimpiyatları'nda omniumda bireysel olarak gümüş madalya kazandı.