Schiavio merupakan unsur penting Italia saat pertama kalinya memperoleh gelar juara Piala Dunia tahun 1934. Didukung oleh pemain-pemain seperti Luis Monti dan Giuseppe Meazza, ia mencetak total 4 gol. Awalnya FIFA menyebut Schiavio masuk sebagai salah seorang dari tiga pencetak gol terbanyak dalam turnamen itu (bersama-sama dengan pemain Cekoslowakia, Oldřich Nejedlý, dan pemain Jerman, Edmund Conen). Namun, FIFA melakukan revisi pada November 2006, mengesahkan gol kelima Nejedlý dan menjadikannya sebagai pencetak gol terbanyak tunggal. Pada pertandingan pembuka melawan Amerika Serikat, Schiavio mencetak hattrick. Namun, di dua partai Italia berikutnya untuk mencapai final, ia tidak mampu menjebolkan bola ke gawang lawan.