Sus inicios como entrenador se encuentran en Leganés. Como entrenador profesional de balonmano, inició su trayectoria en 1986, donde dirigió al Oviedo durante tres temporadas.
Fichó entonces por el GD Teka, con el que conquistó una Copa ASOBAL y una Recopa en su primera temporada como entrenador del conjunto. El Cantabria finalizaría las dos temporadas en las que fue dirigido por Cadenas como subcampeón.
En 1991, pasó a dirigir al BM Valladolid, club al que dirigió durante cuatro temporadas.
Tras abandonar su exitoso paso por León, se convirtió en entrenador del FC Barcelona, club al que dirigió desde la temporada 2007/08 hasta ser destituido el 9 de febrero de 2009 tras perder contra el BM Valladolid.[1]
En la temporada 2010/11 ficha por el BM Granollers, equipo en el cual permanecería dos temporadas completas y abandonaría el cargo en junio de 2012.
En la temporada 2012/13 regresa como entrenador al Ademar León. Este hecho incremento notablemente el número de abonados previstos para la campaña, por la vuelta de uno de los entrenadores más ganadores en la historia del club. Volvería al Ademar en junio de 2019.
En la temporada 2013/14 ficha por el Orlen Wisła Płock de Polonia. Llegaría a ser subcampeón de la liga y a participar en tres ediciones de Champions League (2013-14, 2014-15 y 2015-16).
En marzo de 2017, es anunciado como entrenador de la Selección de balonmano de Argentina en reemplazo de Eduardo Gallardo. Sus inicios como entrenador de Argentina serían una serie de amistosos en Brasil y más adelante en España disputando el Memorial Domingo Bárcenas 2018, con buenos resultados. Su debut oficial con Los Gladiadores por torneos, sería en los Juegos Suramericanos de 2018 en donde terminaría en segundo lugar. Poco después, obtendría su primer título oficial con Argentina tras ganar el Campeonato Panamericano de Balonmano Masculino de 2018 disputado en Nuuk, Groenlandia y así, clasificar al Campeonato Mundial de Balonmano Masculino de 2019 en el que la albiceleste quedaría en el puesto 17. Obtendría la medalla dorada en los Juegos Panamericanos 2019 venciendo en la final a Chile, y así, clasificar a los Juegos Olímpicos 2020. En el evento olímpico el seleccionado argentino perdió los cinco partidos que disputó en la fase de grupos y quedó en la última posición de la clasificación general.[2] Manolo Cadenas finalizó su contrato con la selección argentina en septiembre de 2021.[3]