I konsistoriet 18. februar 2012 opptok Benedikt XVI ham som kardinaldiakon med titulærdiakoniet i kardinalskollegiet. Antonio Maria Vegliò deltok på konklavet i 2013 som valgte pave Frans. Den 4. mars 2022 ble han utnevnt til kardinalprest av pave Frans mens han beholdt sin titulærdiakonia som titulærkirke .