El año que dejó el cargo fue ordenado cardenal por el papa Pío VII.
Cuando se produjo la invasión napoleónica de 1808 marchó a Cádiz junto con los miembros de la Regencia que habían asumido el poder en nombre del rey Fernando VII, cautivo en Francia, y de los diputados elegidos para las Cortes convocadas por la Junta Suprema Central.
Gravina, junto con la mayoría de la jerarquía eclesiástica española, se opuso frontalmente y organizó en 1813 una campaña contra las Cortes que tuvo como punto central la supresión de la Inquisición pero que en realidad iba dirigida contra todos los cambios aprobados por ellas y que habían puesto fin al Antiguo Régimen en España.
Participó en el cónclave de 1823 en el que resultó elegido como nuevo papa León XII y en el de 1829 que eligió a Pío VIII.
Al morir, su cuerpo fue expuesto en la Catedral de Palermo, dentro de un féretro diseñado por Palazzotto, y fue enterrado ahí en un monumento funerario del mismo arquitecto.