Siendo todavía muy joven, llegó a París, donde su agraciado aspecto le abrió muchas puertas, obteniendo trabajo como cantante en un café-concierto de la ciudad.

Ese mismo año se casó con su primer marido, el Príncipe ruso Alexandre Bariatinsky.

Cavalieri permaneció en cartel en la Ópera Metropolitana durante las dos siguientes temporadas, actuando otra vez con Caruso en 1907, en Manon Lescaut, de Puccini.

Otras óperas incluidas en su repertorio fueron La bohème, La traviata, Fausto, Manon, Andrea Chénier, Thaïs, Los cuentos de Hoffmann (como la cortesana Giulietta), Rigoletto, Mefistófeles (como Margarita y Elena), Adriana Lecouvreur, Tosca, Herodías (como Salomé), Carmen (en el papel protagonista), Siberia, y Zazà.

Con el comienzo de la Primera Guerra Mundial, se trasladó a los Estados Unidos, donde filmó otras cuatro películas mudas.

[5]​ Tanto Cavalieri como su marido murieron intentando alcanzar el refugio, mientras que todos los criados sobrevivieron.

En 1910, grabó para Columbia arias de La bohème, Tosca, Manon Lescaut, Carmen, Mefistófeles, y Fausto, así como la canción, "Maria, Marì!

En 2004, Paul Fryer y Olga Usova publicaron el libro titulado "Lina Cavalieri: The Life of Opera’s Greatest Beauty, 1874—1944."

De su primer matrimonio con Alexandre Bariatinsky, Lina tuvo un hijo, Alexandre Bariatinsky, Jr., que sirvió en el Ejército Italiano a comienzos de la Primera Guerra Mundial, cuando Lina se dirigió a las autoridades para intentar visitarle.