2008 Na początku sezonu Mark wrócił na tor i wystartował w Mistrzostwach świata w kolarstwie torowym w Manchesterze, na których wspólnie z Bradleyem Wigginsem zdobyli złoty medal. Na szosie odniósł swoje pierwsze sukcesy w Wielkich Tourach: najpierw wygrał dwa etapy Giro d’Italia, a następnie cztery etapy w Tour de France. Pierwsze zwycięstwo odniósł w Châteauroux, a potem wygrał 8., 12. i 13. etap, zostając pierwszym Brytyjczykiem, który wygrał cztery etapy w jednym wyścigu zaliczanym do Wielkich Tourów. Po 13. etapie Mark skupił się na starcie w Igrzyskach Olimpijskich w Pekinie i nie wystartował w Alpach. Jednak duetowi Wiggins-Cavendish tym razem nie udało się zdobyć medalu – zmagania zakończyli na dziewiątej pozycji. Mark był jedynym brytyjskim kolarzem torowym, który nie przywiózł z tej imprezy medalu. Mark i Bradley pokłócili się i nie rozmawiali ze sobą przez następny miesiąc. Cavendish miał także pretensje do Brytyjskiej Federacji Kolarskiej o to, że za mało czasu poświęcała na madison. Dalsza część sezonu była bardzo udana, Mark odniósł jeszcze 11 zwycięstw.
2009 Sezon 2009 Cavendish rozpoczął od startu w Tour of Qatar. Cały wyścig wygrał Tom Boonen, jednak dwa etapy padły łupem Brytyjczyka.