Jabarkan Kardinal-pendeta dari Ivan Dias

Yohanes Paulus II mengangkatnya menjadi Kardinal-Pendeta Spirito Santo alla Ferratella dalam konsistori 21 Februari 2001. Tak lama setelah itu, ia diangkat menjadi Dewan Kardinal untuk Pembelajaran Organisasional dan Masalah Ekonomi Tahta Suci pada 10 Maret 2001, dan menjabat sebagai salah satu dari tiga presiden di Majelis Biasa Sinode Uskup-Uskup Sedunia ke-10 dari September sampai October 2001.

Pada 2003, ia memberikan homili di Misa beatifikasi Bunda Teresa, yang berteman dengan Dias saat ia menjabat sebagai nuncio di Albania.

Ia adalah salah satu Kardinal yang menjadi papabile di Konklaf Kepausan 2005 yang memilih Paus Benediktus XVI. Majalah TIME menyebutnya sebagai "pengalamat diplomatik kuat"nya dan berkata bahwa pemilihannya "akan mewakili pilihan darah dari negara berkembang."

Pada 20 Mei 2006, ia dilantik menjadi Prefek Kongregasi untuk Evangelisasi Bangsa-Bangsa, jabatan teratas yang mengurusi misi Katolik, sebuah habatan yang pemegangnya sesekali dikenal sebagai "Paus Merah", karena keberadaan otoritasnya atas gereja dalam lahan-lahan misi. Ia juga merupakan ex officio Kanselir Agung Universitas Kepausan Urbaniana. Pengunduran dirinya, menjelang usia 75 tahun, dipublikasikan pada 10 Mei 2011, saat ia digantikan oleh Fernando Filoni.

Cardinal Dias adalah seorang anggota dari Kongregasi Doktrin Kepercayaan, Kongregasi Penyembahan Ilahi dan Murid Sakramen, Kongregasi Gereja-Gereja Oriental, Kongregasi Pendidikan Katolik, Dewan Kepausan untuk Kebudayaan, Dewan Kepausan untuk Kaum Awam, Dewan Kepausan untuk Mempromosikan Persatuan Kristen, Dewan Kepausan untuk Dialog Antar-Agama, Dewan Kepausan untuk Komunikasi Sosial, Komisi Kepausan untuk Warisan Kebudayaan Gereja dan Dewan Kepausan untuk Teks-Teks Legislatif. Ia memegang keanggotaan tersebut sampai ulang tahunnya ke-80.

Ia juga merupakan salah satu kardinal pemilih yang berpartisipasi dalam konklaf kepausan 2013 yang memilih Paus Fransiskus.