Nonostante non fosse sempre stato titolare fisso in Nazionale, Schiavio fu chiamato dal commissario unico Vittorio Pozzo a ricoprire il ruolo di centravanti alla Coppa del Mondo del 1934 in Italia, visto che Giuseppe Meazza sempre più spesso giocava da mezzala piuttosto che da centrattacco. Schiavio mise a segno tre reti negli ottavi contro gli , superati per 7-1, e soprattutto realizzò a František Plánička lo storico gol del 2-1 nei supplementari della finale contro la . Terminò così la sua carriera azzurra: il suo quindicesimo gol in 21 partite gli aveva valso la Coppa del Mondo. In quella edizione giunse secondo in classifica marcatori dopo Oldřich Nejedlý che segnò 5 goal. Riportò inoltre le vittorie del 1930 e 1935 nella Coppa Internazionale.