Az első éveiben, mint elit pálya versenyző, Cavendish aranyat nyert a madisonban a 2005-ös és 2008-as UCI pálya kerékpáros világbajnokságon Nagy-Britannia számára, Rob Hayles-el és Bradley Wiggins-el, valamint a 2006-os Commonwealth játékokon a karcolás versenyen a Man-sziget számára. Miután nem nyert érmet a 2008-as nyári olimpiai játékokon, 2015-ig nem versenyezett a pályán, majd megnyerte harmadik UCI pályán kerékpáros világbajnokságát.
címet Wiggins-szel a Madisonban 2016-ban, és egyéni ezüstérmet az Omniumban a 2016-os nyári olimpiai játékokon.