Формирование Коллегия кардиналов как коллегиального органа управления католической церковью связано с ростом влияния кардиналов, которые в качестве представителей римского клира получили в XI в. исключительное право избирать Римского епископа. Желая в рамках григорианской реформы освободить папскую администрацию от светского влияния со стороны германских императоров и знатных римских семей, 13 апреля 1059 г. папа Римский Николай II буллой «In nomine Domini» закрепил право избирать папу только за семью римскими кардиналами-епископами. В конце XI в. в ходе борьбы за инвеституру текст буллы был сфальсифицирован поддерживавшими германского императора и антипапу Климента III (1080–1100 гг.) кардиналами, которые заменили в тексте буллы слова «кардиналы-епископы» словом «кардиналы», добиваясь таким образом получения всеми кардиналами исключительных прав на участие в выборах Римского папы. В условиях противостояния антипапе Клименту III папа Римский Урбан II (1088–1099 гг.) согласился расширить коллегию выборщиков папы, включив в неё кардиналов-пресвитеров (титулярных пресвитерских церквей было 25, затем 28) и кардиналов-диаконов (титулярных римских диаконий было 18). При папе Римском Пасхалии II (1099–1118 гг.) завершилось формирование состава Коллегия кардиналов. До 1100 г. исследователи встречают упоминания о кардиналах-субдиаконах (например, палатинские кардиналы-субдиаконы, т.е. субдиаконы Латеранской базилики и папского Латеранского дворца), однако 21 римский субдиакон в состав Коллегия кардиналов включён не был. Появление у кардиналов особых прав и привилегий способствовало превращению Коллегии кардиналов в высший орган церковного управления. Деятели григорианской реформы кардинал Пётр Дамиани и канонист кардинал Деусдедит одними из первых указывали на высокое место кардиналов как ближайших помощников папы Римского в иерархии католической церкви, сравнивая их с римскими сенаторами. Папа Урбан II ввёл практику регулярного созыва кардиналов на совещания (консистории) для обсуждения наиболее важных вопросов вероучительного и административного характера. В источниках конца XI – середины XII в. собрание кардиналов во главе с папой именовалось «senatus Romani Pontificis» («сенат Римского епископа»), «corpus» («объединение»), «congregatio» («собрание»), «societas» («общество»), «coetus» («группа»), «universitas» («совокупность»), по отношению к такому собранию использовались аналогии монарха и сената, епископа и каноников соборного капитула, аббата монастыря и братии. Коллегия кардиналов отождествлялась с сенатом в ранее действовавшем Кодексе канонического права 1917 г., где она именовалась «сенатом Римского епископа». В середине XII в. собранию кардиналов усваиваются права особой корпорации, и появляется её наименование – Священная Коллегия кардиналов («Sacrum cardinalium collegium»), которое было введено в употребление в связи с протестом кардиналов по поводу процесса над Гильбертом Порретанским, проведённого без их участия папой Римским Евгением III во время Собора в Реймсе (1148 г.).