Im Konsistorium vom 2. Juni 1572 erhob Gregor XIII. ihn zum Kardinalpriester. Den Kardinalshut und "San Sisto" als Titelkirche verlieh der Papst ihm am 16. Juni desselben Jahres. Er war am 7. Juni 1574 "legatus a latere" am französischen Königshof und am 19. Juli 1574 "legatus a latere" in Venedig bei König Heinrich III. von Frankreich, um diesem zu seiner Thronbesteigung in Frankreich zu gratulieren und den König nach Rom einzuladen. 1577 und 1581 war Filippo Boncompagni Gouverneur von Civita Castellana Vom 7. August 1579 bis zu seinem Tod war er Kardinalgroßpönitentiar und ab 1580 Präfekt der Kongregation für das Tridentinische Konzil, auch dieses Amt bekleidete er bis zu seinem Tod. 1581 wurde er zum Erzpriester der Patriarchalbasilika "Santa Maria Maggiore" ernannt. Er nahm am Konklave 1585 teil, das Papst Sixtus V. wählte.