Am 14. März 1644 wurde er Kardinaldiakon von "Sant’Eustachio". Er nahm am Konklave 1644 teil, bei dem Papst Innozenz X. gewählt wurde. Am 17. Oktober 1644 wurde Marzio Ginetti zum Kardinalpriester erhoben und erhielt die Titelkirche "Santa Maria degli Angeli". Er wechselte am 19. Februar 1646 zur Titelkirche "San Pietro in Vincoli" und wiederum am 23. September 1652 zur Titelkirche "Santa Maria in Trastevere".