Caccia-Dominioni fue creado cardenal diácono de Santa Maria in Domnica por Pío XI en el consistorio del 16 de diciembre de 1935. Fue uno de los cardenales electores en el cónclave papal de 1939, que eligió al Papa Pío XII. En virtud de su cargo de protodiácono (el cardenal diácono de más antigüedad), Caccia-Dominioni anunció la elección de Pío XII y luego lo coronó el 12 de marzo de 1939.