Á næsta tímabili gerði Riva sitt fyrsta leik í Serie A fyrir Cagliari þann 13. september 1964 í 2-1 tapi gegn Roma og hjálpaði félaginu að forðast fall, og leiddi liðið á sæta sjötta sæti í deildinni, skoraði hvetjandi 9 mörk í 32 leikjum á 20 ára aldri. Í kjölfarið var Riva í ellefta, sjötta og níunda sæti deildarinnar á árunum 1965-1968, en Riva endaði einnig sem markahæsti leikmaður deildarinnar í fyrsta sinn á tímabilinu 1966-1967 með 18 mörk, þar sem félagið byrjaði að byggja mögulega titilvinnandi lið í kringum stjarna sóknarmann sinn: Riva laðaði nokkra merkilega knattspyrnumenn til Cagliari og liðið á þessu tímabili voru lykilmenn eins og Enrico Albertosi, Roberto Boninsegna, Ricciotti Greatti, Comunardo Niccolai, Mario Martiradonna, Mario Brugnera, Pierluigi Cera og Nené. Riva hjálpaði síðan Cagliari að ljúka í öðru sæti bæði í Coppa Italia, á eftir Roma, og deildinni, fjórum stigum á eftir Fiorentina, á meðan á leiknum stóð.
1968-69 tímabilið, vann "capocannoniere" titilinn í annað sinn með 20 mörkum í 29 leikjum; Cagliari hafði verið leiðandi í deildinni þar til 21. leikdag, þegar tap á heimavelli gegn Juventus olli því að liðið gaf upp forystu sína.