Bei Ausbruch des Ersten Weltkriegs wurde Caviglia Brigadegeneral und kommandierte die Infanteriebrigade „Bari“ am unteren Isonzo. 1917 eroberte er als Generalleutnant die Bainsizza-Hochfläche. In der Schlacht von Vittorio Veneto kommandierte er die 8. italienische Armee, die die Schlacht Ende Oktober 1918 letztlich entschied.