В 1901 году Лина Кавальери впервые дебютировала на оперной сцене в Петербурге в театре «Аквариум», где ныне расположен Ленфильм, в роли Виолетты в «Травиате». Ее ждал оглушительный успех, она получает ангажементы из самых престижных оперных театров мира – Лиссабон, Неаполь, Лондон, Монте Карло, Варшава, Флоренция, Москва, Харьков, Нью-Йорк. Согласно легенде, Лина была инициатором постройки оперного театра в Баку, куда ее пытались пригласить купцы Маиловы в 1910 году. На ее вопрос, есть ли в Баку подходящее здание для выступлений, братья Илья и Даниил Маиловы пообещали построить прекрасный оперный театр на 1 200 человек. Небывалый успех Лины Кавальери в России заставил импресарио пойти на хитрость и выпустить на подмостки вторую Кавальери, Марию, тоже итальянскую певицу со средними внешними и музыкальными данными, взявшей себе псевдоним знаменитой примадонны. Но Лина была неподражаема. Зрители запомнили ее Сантуццу в «Сельской чести», ее Таис, Недду, Тоску. Ее партнерами были знаменитые в то время итальянские певцы – Энрико Карузо, Титта Руффо и Маттиа Баттистини.

Роман с князем Барятинским стремительно развивался, уже шла речь о пышной свадьбе, и, если верить воспоминаниям самой Лины Кавальери, они тайно обвенчались в домовой церкви Барятинских в Петербурге. Но вмешался император Николай II. Допустить свадьбу высокородного князя и итальянской певицы он не мог, и в 1901 году Александр Барятинский женился на княжне Екатерине Александровне Юрьевской, внебрачной, но узаконенной дочери императора Александра II, внешне напоминавшей Лину Кавальери. Впоследствии Лина и Екатерина стали приятельницами и выходили в свет в Париже с их общей любовью, князем Барятинским, почему-то спонсировавшим этот любовный треугольник.

Потерпев фиаско на личном фронте в России, Лина Кавальери отправилась в Нью-Йорк, где очаровала другого мужчину и в 1908 году вышла замуж за миллионера Роберта Уинтропа Чандлера. Но их брак, по слухам, продлился лишь восемь дней, так как был раскрыт небрежно подписанный брачный контракт, по которому Лине Кавальери отходили многочисленные дворцы и особняки семьи Астор. Следующим ее мужем стал итальянский тенор Люсьен Мураторе, от него родилась дочь Елена.

В сорок лет Лина вышла на пенсию в оперном театре, но не завершила свою карьеру: она снялась в нескольких немых фильмах с душещипательными названиями – «Манон Леско», «Невеста смерти», «Вечная соблазнительница», «Завоевание любви», «Порывистая женщина», «Две невесты». Карьера Лины Кавальери в кино на этом не закончилась: ее образ так восхищал современников, что о ней были сняты художественные фильмы в 1920-х и 1930-х годах, где в роли этой дивы блистали актрисы Дорис Кин и Грета Гарбо. А несомненная итальянская красавица Джина Лоллобриджида снялась в роли Лины в фильме 1955 года «Самая красивая женщина в мире».