Im Konsistorium vom 22. Januar 1844 kreierte Papst Gregor XVI. ihn zum Kardinalpriester. Den Kardinalshut und die Titelkirche "Santa Croce in Gerusalemme" verlieh der papst ihm am 25. Januar desselben Jahres. Antonio Maria Cagiano de Azevedo nahm am Konklave 1846 teil, bei dem Papst Pius IX. gewählt wurde. Auf seinen Bischofssitz resignierte er am 18. Juli 1848. Im Sommer 1853 wurde er Präfekt der Konzilskongregation, was er bis zum 26. September 1860 blieb. Am 23. Juni 1854 wurde er zum Kardinalbischof von Frascati erhoben. Vom 23. März 1855 bis zum Jahr 1856 war er Kämmerer des Heiligen Kardinalskollegiums. Ab dem