Une grave chute au début de la carrière de Marta Cavalli ne l'a pas empêchée de remporter de nombreux titres sur la piste. Sur la route, la jeune italienne n'a cependant pas obtenu de résultats de premier plan.
Après de nombreuses classiques ratées au début de la saison 2018, la grande surprise est arrivée. Cavalli a remporté les championnats italiens devant les favorites. Un an plus tard seulement, Cavalli a remporté le titre européen lors de la première édition en derny, ainsi que le titre européen en relais mixte en 2021 sur route. La même saison, l'Italienne a rejoint l'équipe FDJ Nouvelle Aquitaine Futuroscope (plus tard FDJ - Suez). Une bonne décision, comme on le verra les années suivantes.
La deuxième année, Cavalli a remporté pour sa nouvelle équipe les classiques Amstel Gold Race et Flèche Wallonne dès le printemps, et a terminé deuxième du Giro d'Italia plus tard dans la saison. En 2023, Marta Cavalli s'est imposée pour la première fois dans un tour. Après avoir remporté le Tour des Pyrénées, elle a également gagné le Tour de l'Ardèche, remportant une étape dans les deux tours et laissant espérer davantage.
Cependant, après deux chutes lors de la saison 2024, Cavalli n'a pas retrouvé sa force d'antan, et son passage à l'équipe Picnic PostNL n'y a rien changé. "Je peux dire en toute conscience que je ne me sens plus appartenir à ce monde, il est temps de faire mes adieux, car mon travail ici est terminé", a écrit Cavalli à propos de la fin de sa carrière.
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