2005 Jego pierwszym poważnym sukcesem było mistrzostwo świata w madisonie w mistrzostwach świata UCI w kolarstwie torowym w Los Angeles razem z Robertem Haylesem. Wyprzedzili zespoły Belgii i Holandii zdobywając czwarty złoty medal dla Wielkiej Brytanii na tych mistrzostwach. Następnie w scratchu zajął czwarte miejsce, a zwycięzcą został reprezentant Danii Alex Rasmussen. Mark wygrał także Mistrzostwa Europy w wyścigu punktowym, a w scratchu znowu był czwarty. Następnie wystartował w wyścigach szosowych z zespołem Team Sparkasse w Tour of Berlin i wygrał jeden etap, a w Tour of Britain był trzeci na 2. etapie.
2006 Cavendish, reprezentując Wyspę Man w Igrzyskach Wspólnoty Narodów, zdobył złoty medal w scratchu, a wyścigu szosowym był siódmy. W mistrzostwach świata w kolarstwie szosowym do lat 23 zajął jedenastą pozycję. Wystartował także w mistrzostwach świata w kolarstwie torowym, gdzie zajął czwarte miejsce w madisonie, a na pucharze świata w Sydney w tej samej konkurencji był trzeci. Mark wystartował w Wyścigu Solidarności i Olimpijczyków, gdzie zwyciężył na 3. etapie z metą w Kielcach. Wygrał także 5. etap Thuringen Rhundfahrt. W Tour of Berlin pokazał się z dobrej strony wygrywając 2., 4. i 5. etap, a także klasyfikację punktową i sprinterską, kończąc cały wyścig na drugiej pozycji.