Papst Alexander VII. erhob ihn im Konsistorium vom 14. Januar 1664 zum Kardinalpriester. Den Kardinalshut und die Titelkirche "Santi Nereo ed Achilleo" empfing Neri Corsini am 15. März 1666. Vom 10. Mai 1667 bis zum 7. Mai 1670 war er Legat in Ferrara. Er nahm am Konklave 1667 teil, das Papst Clemens IX. wählte. Ferner war er Teilnehmer am &lt;a href="Konklave%201669%E2%80%931670"&gt;Konklave 1669/1670&lt;/a&gt;, aus dem Clemens X. als Papst hervorging. Am 8. Februar 1672 wurde Corsini mit dem persönlichen Titel eines Erzbischofs zum Bischof von Arezzo ernannt. Er nahm am Konklave 1676 teil, an dem Papst Innozenz XI. gewählt wurde. Das Bischofsamt von Arezzo gab er am 7. März 1677 auf.