בשנת 1858 כרת קאבור ברית חשאית עם נפוליאון השלישי קיסר צרפת. על פי תנאי הברית, שכונה "הסכם פלומביאר", על שם העיירה פלומביאר-לה-בן (Plombières-les-Bains) שבמחוז ווז' בה נועדו השניים בחשאי, תסייע צרפת בסילוקה של אוסטריה מחצי האי האיטלקי, ובאיחוד איטליה, ובתמורה תקבל צרפת את אזור סבויה וניצה. ביוני 1859 מצא נפוליאון את העילה למלחמה באוסטריה, ויצא למתקפה. בקרב סולפרינו ניצחה הברית בראשות נפוליאון את הצבא האוסטרי, וממלכת סרדיניה סיפחה את לומברדיה. אך מיד לאחר מכן שינה נפוליאון את טעמו, והחליט לסיים את המעורבות הצרפתית במלחמה. ב-11 ביולי 1859 חתם נפוליאון מאחורי גבם של בני בריתו על הסכם וילאפרנקה שנבע, כפי הנראה, מחששו מכך שהמדינה האיטלקית שסייע ליצור תהיה רבת עוצמה משתכנן. נפוליאון ופרנץ יוזף הראשון הסכימו על כך שהאוסטרים ימשיכו להחזיק בוונציה אך ימסרו את לומברדיה לצרפתים, שימסרו אותה לפיימונטה. פרט לכך יישארו הגבולות הפנימיים באיטליה כפי שהיו. שליטיהם השושלתיים הישנים של טוסקנה, מודנה ופארמה, שגורשו על ידי המהפכנים לאוסטריה, ישובו לכיסאותיהם, והאפיפיור ימשיך לשלוט במדינת האפיפיור. סבויה וניצה תישארנה בידי פיימונטה, כהכרה בכך שנפוליאון לא מילא את התחייבותו כלפיה. הסכם זה נתפס על ידי הליברלים ותומכי האיחוד כבגידה. קאבור התפטר מכהונתו, ושב לאחוזתו.