vuonna 1857 Italian kansallismieliset perustivat monarkistis-unionistisen Italian Kansallisyhdistyksen, joka tuki Cavourin politiikkaa. Maninin presidenttikaudella ja Garibaldin varapresidenttikaudella seura saavutti laajemman vetovoiman kuin se olisi saanut aikaan yksin moderaattien johdolla. Vaikka Cavour ei kieltänytkään salaliittoliikkeitä, hän halusi ratkaista Italian kysymyksen mieluummin kansainvälisellä politiikalla kuin vallankumouksella. Plombièresissä Ranskassa heinäkuussa 1858 pidetyssä salaisessa konferenssissa hän sopi keisari Napoleon III: n kanssa Ranskan sotilaallisesta väliintulosta Itävallan hyökätessä Piemonten kimppuun. Cavourin tavoitteena oli itävaltalaisten joukkojen täydellinen karkottaminen niemimaalta. Vastineeksi tästä avusta Piemonten oli luovutettava Savoiji ja Nizzan kreivikunta Ranskalle ja kiellettävä Mazzinian liike; väärin, Napoleon III piti Mazzinin seuraajia vastuussa hänen murhayrityksestä, jonka anarkisti Felice Orsini teki Pariisissa 14. Tammikuuta 1859. Siitä huolimatta Ranskan ja Piemonten liitto sinetöitiin tammikuussa 1859. Napoleonin suostumuksella Viktor Emanuel II piti valtaistuimeltaan puheen, jossa hän ilmoitti olevansa valmis kuulemaan ”il grido di doloren” (”Voi teitä”) Itävallan sortoa vastaan, joka nousi Italian joka puolelta.
samaan aikaan Itävallan sotilasjohto ja sen kannattajat hovissa kehottivat keisari Frans Joosefia julistamaan sodan Piemontelle. Huhtikuun 23.päivänä esitettiin loukkaava ja kestämätön uhkavaatimus, jossa vaadittiin Piemonten joukkojen kotiuttamista. Piemonte hylkäsi uhkavaatimuksen, ja Itävalta julisti sodan kolme päivää myöhemmin. Kuten Cavour oli toivonut ja suunnitellut, Ranska kunnioitti liittoaan Piemonten kanssa. Kesäkuussa 1859 liittoutuneet voittivat verisiä taisteluita Magentassa, Solferinossa ja San Martinossa. Mutta Itävallan armeijan perääntyessä Napoleon III solmi yllättäen aselevon itävaltalaisten kanssa Villafrancassa. Tämä yhtäkkinen linjanmuutos vastasi osittain Ranskan yleisen mielipiteen vastalauseeseen ihmishenkien menetyksestä Italian sotaretkellä ja osittain tapahtumiin Italiassa, jossa poliittinen yhdistyminen näytti olevan lähellä. Huhtikuuta kapinalliset olivat syösseet Toscanan Leopold II: n vallasta ja paroni Bettino Ricasolin johtamat maltilliset poliittiset johtajat olivat muodostaneet väliaikaisen hallituksen. Kesäkuussa Parma, Modena ja paavin legioonat (pohjoiset Paavivaltiot) olivat kapinoineet. Vain Marchessa ja Umbriassa paavin joukot kykenivät tukahduttamaan kapinalliset. Vapautettujen valtioiden plebiskaanit kehottivat yhdistymään Piemonten kanssa, mutta Ranska vastusti voimakkaan uuden valtion luomista rajalleen.
Villafrancassa Napoleon III sai Lombardian Itävallalta, jonka hän siirtyi vuorostaan Piemonteen. Hän myös suostui siihen, että Modenan ja Toscanan syrjäytetyt hallitsijat palautettaisiin valtaan ja sallittaisiin yhdessä Itävallan kanssa liittyä Italian valtioliittoon. Vastauksena tähän poliittiseen tappioon Cavour erosi heinäkuussa 1859 ja hänen tilalleen tuli Urbano Rattazzi. Britannia kuitenkin vastusti konservatiivisten hallitusten palauttamista Modenaan ja Toscanaan, ja Napoleon III, jonka asema kotimaassa vahvistui Savoijin ja Nizzan hankinnan myötä, harkitsi asemaansa uudelleen. Tämän seurauksena Cavourin politiikka voitti, ja hän palasi virkaansa 21.tammikuuta 1860. Herttuakuntien uudet plebiskit ja paavin lähetystöt vahvistivat jälleen kansansuosiota liitolle Piemonten kanssa. Pelko demokraattisesta vallankumouksesta, halu heikentää Itävaltaa ja Britannian toive vahvasta Italian valtiosta vastapainoksi Ranskan vaikutukselle saivat länsivallat auttamaan piemontea tämän suuren menestyksen saavuttamisessa.