Op 27 november 1911 werd O'Connell de eerste aartsbisschop van Boston die kardinaal werd en kreeg hij de titel van kardinaal-priester van S. Clemente. Hij kwam te laat bij twee pauselijke conclaven achter elkaar, in 1914
en 1922, omdat ze de Atlantische Oceaan moesten oversteken in het langzamere transport van die tijd. Hij protesteerde tegen paus Pius XI, die als antwoord de tijd tussen de dood van de paus en het begin van het conclaaf verlengde. O'Connell kon eindelijk deelnemen aan het daaropvolgende conclaaf van 1939, hoewel tegen die tijd luchtvervoer beschikbaar was.