2011 werd voor Viviani het jaar van de doorbraak. Het seizoen begon goed met twee zeges op de weg: de Grote Prijs van de Etruskische Kust en de Ronde van Mumbay. In deze laatste werd hij samen met Robert Hunter als winnaar uitgeroepen. Op het WK Baanwielrennen nam hij deel aan het omnium, ploegkoers en de scratch. In de eerste twee onderdelen eindigde hij als respectievelijk zevende en zesde, in de scratch pakte hij het zilver. Het was de voorbode van een goed seizoen waarin hij nog zesmaal zou winnen. De vierde etappe in de Ronde van Peking was tevens zijn eerste zege in de World Tour.