2017-2018 : les débuts en World Tour avec Quick-Step Floors
Pour ses débuts sous ses nouvelles couleurs, il réalise son premier coup d'éclat en s'emparant du maillot de leader du Tour de Belgique à l'issue de la quatrième et avant-dernière étape remportée par le coureur néerlandais Maurits Lammertink. Il doit cependant abandonner le précieux paletot le lendemain mais termine tout de même second de cette course.
En , il gagne sa première victoire sur le World Tour en remportant la troisième étape du Tour de Californie, après plus de 70 kilomètres d'échappée en solitaire[9]. Il est sélectionné en septembre pour les championnats du monde.
En fin de saison, il participe à sa première Vuelta. Il finit à une remarquable 3e place lors du contre-la-montre entre Pau et Jurançon, finissant à 27 secondes du vainqueur, Primož Roglič, qui s'empare alors de la tunique rouge de leader. Lors de la 17e étape, il fait partie d'une échappée d'une cinquantaine de coureurs dont 6 de ses coéquipiers, il va donc travailler rudement durant la journée pour aider son leader Philippe Gilbert. Ce dernier va concrétiser le travail de ses nombreux équipiers en remportant une nouvelle victoire d'étape et Remi Cavagna va même en profiter pour finir l'étape à une très belle troisième place. Deux jours plus tard, lors de la 19e étape, il se met de nouveau en lumière, mais cette fois en remportant l'étape. Il s'impose en solitaire en partant seul de l'échappée à 26 km du but, en franchissant de peu la ligne d'arrivée à Tolède, 5 secondes avant le sprinter Sam Bennett. Il remporte ainsi sa première victoire sur un grand Tour et sa deuxième victoire sur le circuit UCI World Tour 2019[10].
Lors du Tour de France disputé à la fin de l'été, il se fait notamment remarquer lors de la 19e étape par une longue échappée de 130 kilomètres récompensée par le prix journalier de la combativité et, le lendemain, en terminant sixième – et premier Français – du contre-la-montre à une minute 59 du vainqueur, Tadej Pogačar.
S'il ne termine enfin le Tour d'Espagne qu'à la quatre-vingt quatrième place du classement général à plus de trois heures du vainqueur, il remporte néanmoins le prix de la combativité de cette épreuve et est classé à la dix neuvième place du classement de la montagne.
2021 : champion de France sur route
Le , il remporte à Fribourg la dernière étape du Tour de Romandie : c'est sa première victoire sur un contre-la-montre en World Tour[15]. Il ambitionne alors de prendre une semaine plus tard le maillot rose à l'issue du contre-la-montre inaugural du Tour d'Italie, mais il termine cinquième de cette étape, battu de 18 secondes par le champion du monde Filippo Ganna[16],[17]. Lors du contre-la-montre final, à Milan, Cavagna semble capable de remporter l'étape devant Filippo Ganna quand il chute à 400 mètres de l'arrivée : il termine deuxième à 12 secondes du vainqueur d'étape[18].
Le , il perd son titre aux championnats de France du contre-la-montre, arrivant à cinq minutes du vainqueur Benjamin Thomas[19]. Trois jours après cette déception, Rémi Cavagna remporte le titre de champion de France de l'épreuve en ligne, à Épinal. Figurant dans l'échappée matinale, il s'en extirpe seul à 14 km de l'arrivée et franchit la ligne avec une minute d'avance sur ses poursuivants[20],[21].
Il est sélectionné par Thomas Voeckler pour la course en ligne et le contre-la-montre des Jeux olympiques. Non retenu pour le Tour de France, il bénéficie d'une préparation spécifique pour ces Jeux notamment concernant les conditions climatiques mêlant chaleur et humidité et peut arriver au Japon plusieurs jours avant l'épreuve. Ne finissant pas la course en ligne, il constitue une possibilité de médaille pour la délégation française en contre-la-montre[22]. Sur un parcours vallonné[22],[23], il est un temps dans les 10 premiers de l'épreuve avant de finir 17e à plus de 3 minutes 30 secondes du vainqueur Primož Roglič. Il regrette après la course de ne pas avoir pu se servir du Tour de France comme étape dans sa préparation[23].
Le 14 août, Cavagna remporte le contre-la-montre de Katowice, lors du Tour de Pologne (en World Tour)[24]. Quatre jours plus tard, Deceuninck-Quick Step annonce que le contrat de Cavagna est étendu jusqu'en fin d'année 2023[25]. Fin septembre, il participe aux mondiaux de Louvain en Belgique. Après un contre-la-montre décevant, il participe à la course en ligne. Dans le cadre de la stratégie d'équipe, Cavagna doit attaquer à 200 kilomètres de l'arrivée pour durcir la course, ce qu'une crevaison l'empêche de faire[26]. À l'arrivée, son chef de file Julian Alaphilippe remporte son deuxième titre consécutif[27],[28].
2022 : blessure et saison décevante
En décembre 2021, à l'occasion d'un stage de pré-saison en Espagne, Rémi Cavagna est victime d'un accident qui lui occasionne une fracture de la première vertèbre lombaire sans lésions neurologiques mais nécessitant une intervention chirurgicale[29]. Durant sa récupération, il s'associe avec un club de la région AURA, le CR4C Roanne pour lancer une cyclosportive à son nom "La Rémi Cavagna au Cœur de la Loire".
En septembre, Rémi Cavagna remporte en solitaire la première étape du Tour de Slovaquie[36]. Il porte durant quatre jours le maillot de leader d'une épreuve dont il remporte le classement général et où toutes les étapes sont remportées par des coureurs de Soudal Quick-Step[37].
2024 : une saison ratée chez Movistar
En octobre 2023, Movistar annonce recruter Cavagna pour trois saisons[38],[39]. Il rompt son contrat avec la formation espagnole à la fin de l’année 2024.
Style
Rémi Cavagna est un excellent rouleur comme le démontrent ses deux victoires en World Tour remportées après de nombreux kilomètres parcourus en solitaire. C'est également un excellent équipier, notamment lors des étapes de plaine où ses capacités à mener le peloton profitent à ses sprinters. Il a hérité ses capacités cardiaques hors normes de son passé de coureur à pied.
Sa régularité en contre-la-montre à partir du Critérium du Dauphiné 2019 fait qu'il est considéré comme un des meilleurs rouleurs du monde[22].
Il n'est en revanche pas à l'aise pour frotter[26].
