Eliteko txirrindularitzan bere lehen urteetan, Cavendishek urrea irabazi zuen Madisonen 2005eko eta 2008ko UCI Pistako Txirrindularitza Munduko Txapelketetan, Britainia Handia ordezkatuz, Rob Hayles eta Bradley Wigginsekin, hurrenez hurren, eta 2006ko Commonwealtheko Jokoetan, Man uhartearentzat. 2008ko Udako Olinpiar Jokoetan domina bat irabaztean porrot egin ondoren, ez zuen berriro pista batean lehiatu 2015era arte, eta, ondoren, bere hirugarren UCI Pista Bizikleta Munduko Txapelketa irabazi zuen.
2016ko Madisoneko txapelketa irabazi zuen Wigginsekin eta 2016ko Udako Olinpiar Jokoetan zilarrezko domina irabazi zuen.