ต่อมา ปัญหาการเมืองภายในประเทศทำให้นายกรัฐมนตรีดาเซลโยลาออก พระเจ้าวิกเตอร์ เอ็มมานูเอลที่ 2 ทรงมอบหมายให้กาวูร์เป็นผู้จัดตั้งคณะรัฐบาลขึ้นในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2395 กาวูร์ได้ขึ้นดำรงตำแหน่งนายกรัฐมนตรีแห่งราชอาณาจักรปีดมอนต์-ซาร์ดิเนีย ขณะเดียวกันกลุ่มผู้รักชาติก็คาดหวังว่าราชอาณาจักรปีดมอนต์-ซาร์ดิเนีย จะเป็นผู้นำในการรวมอิตาลีให้เป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน

กาวูร์เชื่อว่าการรวมอิตาลีนั้นจะสำเร็จได้ก็ต่อเมื่อสามารถขับไล่ออสเตรียออกไปจากคาบสมุทรอิตาลีได้สำเร็จจำเป็นต้องแสวงหาพันธมิตร เขาตระหนักว่าก่อนที่จะได้มหาอำนาจมาเป็นพันธมิตร ปีดมอนต์-ซาร์ดิเนีย จะต้องเป็นราชอาณาจักรที่มีฐานะทางเศรษฐกิจมั่นคงเพียบพร้อม ดังนั้นเมื่อเขาได้ดำรงตำแหน่งนายกรัฐมนตรี เขาจึงเร่งปฏิรูปประเทศ โดยเฉพาะทางด้านเศรษฐกิจ ในการนี้เขาได้มุ่งมั่นส่งเสริมการเกษตร อุตสาหกรรมและการพานิชย์ การปรับปรุงระบบคมนาคมอันเป็นหัวใจสำคัญขอวการพานิชย์และอุตสาหกรรม จึงมีการสร้างทางหลวง ทางรถไฟ ปรับปรุงท่าเรือและขุดลอกคลองต่างๆ ในขณะเดียวกันก็มีการปฏิรูประบบธนาคาร ขยายสินเชื่อ ก่อตั้งบริษัทร่วมลงทุนและส่งเสริมการขยายตัวทางเศรษฐกิจ ในไม่ช้านโยบายปรับปรุงเศรษฐกิจดังกล่าวทำให้การคลังของราชอาณาจักรมั่นคง มีงบประมาณเพียงพอที่จะบำรุงกองทัพบกและกองทัพเรือให้เจริฐก้าวหน้าพร้อมเข้าสู่สงครามได้

ต่อมาในช่วงสงครามไครเมีย กาวูร์นำราชอาณาจักรปีดมอนต์-ซาร์ดิเนีย เข้าร่วมสงคราม โดยหวังที่จะนำปัญหาของอิตาลีเสนอต่อประเทศมหาอำนาจและเพื่แสดงให้เห็นว่าราชอาณาจักรปีดมอนต์-ซาร์ดิเนีย มีฐานะทางการเมืองและการทหารไม่ด้อยไปกว่ามหาอำนาจ จึงมีการทำสนธิสัญญากับอังกฤษและฝรั่งเศสเพื่อร่วมกันทำสงครามกับรัสเซียซึ่งส่งกองทัพเข้าโจมตีจักรวรรดิออตโตมัน ราชอาณาจักรปีดมอนต์-ซาร์ดิเนีย ได้ส่งทหาร 18,000 คนเข้าร่วมสงครามครั้งนี้ และได้ทำชื่อเสียงในการรบที่เมืองเซอร์นายา ทำให้กาวูร์ได้รับความศรัทธาและความไว้วางใจจากผู้นำอังกฤษและฝรั่งเศส ระหว่างประชุมสันติภาพที่กรุงปารีส กาวูร์ได้กล่าวคำปราศรัยโจมตีการปกครองข่มขู่กดขี่อย่างทารุณของจักวรรดิออสเตรียในภาคเหนือของคาบสมุทรอิตาลี และได้รับความเห็นใจจากประเทศพันธมิตรเป็นอย่างมาก