Papst Innozenz XI. kreierte ihn im Konsistorium vom 2. September 1686 zum Kardinalpriester. Pallavicini war vom 12. Juli 1688 bis 1690 Kardinallegat in Urbino. Den roten Hut und "San Martino ai Monti" als Titelkirche verlieh der Papst ihm am 14. November 1689. Opizio Pallavicini nahm am Konklave 1689 teil, das Papst Alexander VIII. wählte. Am 28. November 1689 wurde er Bischof von Spoleto mit dem persönlichen Titel eines Erzbischofs. Knapp zwei Jahre später, am 8. August 1691, wurde Kardinal Pallavicini – weiterhin mit dem persönlichen Titel eines Erzbischofs – Bischof von Osimo. Er war Teilnehmer am Konklave 1691, aus dem Innozenz XII. als Papst hervorging.