O Papa João XXIII criou o Cardeal Sacerdote de S. Antonio da Pádua na Via Merulana no consistório de . Doi, esperado pelo Vaticano para animar a Igreja no Japão , tornou-se o primeiro membro japonês do o Colégio dos Cardeais. Frequentou o Concílio Vaticano II de 1962 a 1965, e mais tarde foi um dos cardeais eleitores que participaram do Conclave de 1963 que selecionou o Papa Paulo VI.