Soprannominato Il Profeta, aveva caratteristiche di velocista, ed è stato professionista dal 2010 al 2025. Nella carriera su strada si è imposto in cinque tappe del Giro d'Italia, una nel 2015 e quattro nel 2018 (oltre a vincere la maglia ciclamino della classifica a punti nella medesima edizione), in tre tappe della Vuelta a España 2018 e in una tappa al Tour de France 2019. Ha inoltre vinto la Classica di Amburgo nel 2017, nel 2018 e nel 2019 (affermazioni che lo rendono il più volte vincitore di tale classica), la Bretagne Classic Ouest-France 2017, il titolo italiano in linea 2018 e il titolo europeo in linea nel 2019, il quale, insieme all'argento conquistato nella medesima manifestazione nel 2017, lo rende il ciclista più medagliato nelle gare in linea in tale competizione. Su pista ha vinto invece la medaglia d'oro nell'omnium ai Giochi olimpici di Rio de Janeiro 2016, la medaglia di bronzo nella stessa specialità ai Giochi di Tokyo 2020 e la medaglia d'argento nell'americana ai Giochi olimpici di Parigi 2024 insieme a Simone Consonni; ha vinto tre medaglie d'oro, tre d'argento e tre di bronzo ai campionati del mondo e otto titoli ai campionati europei.
Carriera Gli esordi Elia Viviani nasce a Isola della Scala, in provincia di Verona, il 7 febbraio 1989 e cresce nel paese vicino di Vallese di Oppeano dove abita con i genitori e tre fratelli. Dopo aver praticato tennis, pattinaggio e calcio, all'età di otto anni si avvicina al ciclismo grazie ad un amico, per poi scegliere di praticarlo a livello agonistico sia su strada che su pista.
Nelle categorie giovanissimi, esordienti e allievi, tra il 1998 e il 2005, gareggia sempre con il Gruppo Sportivo Luc Bovolone di Lino Scapini, ottenendo numerose vittorie su strada e su pista, e indossando anche la maglia azzurra nel 2005 in occasione dei Giochi Olimpici europei giovanili, dove vince la medaglia d'oro sia nella prova in linea che nella corsa a punti. In questo periodo viene notato da Paolo Slongo che seguirà la carriera di Viviani negli anni successivi fino all'esordio tra i professionisti diventando il punto di riferimento del giovane veronese.
Nel biennio 2006 e 2007 gareggia con la FDB-Car Diesel di Remo Cordioli nella categoria juniores, centrando quindici vittorie su strada e trentaquattro in pista, compresi Campionati europei e italiani oltre a due medaglie di bronzo ai mondiali. In questa prima parte della carriera instaura un particolare rapporto con Andrea Guardini, fortissimo velocista anche lui veronese e suo coetaneo, con cui fin da bambino lotta per la vittoria nelle corse su strada mentre insieme vincono i titoli in pista. La rivalità su strada andrà avanti negli anni all'insegna del rispetto della correttezza, anche quando tutti e due saranno professionisti.
Nel 2008 Viviani passa alla categoria Under-23 con la squadra veneta Marchiol di Giuseppe Lorenzetto, dove il direttore sportivo Biagio Conte lo affianca al più esperto Jacopo Guarnieri per fare esperienza e maturare senza pressioni. Nella stagione d'esordio arrivano comunque due vittorie che nel 2009 saranno sette compresa La Popolarissima, una delle più antiche classiche dilettantistiche italiane terreno di caccia per i giovani velocisti. Viviani si impone solitamente in volata dopo corse più a meno impegnative ma talvolta anche per distacco tanto che lui stesso si definisce passista veloce e non velocista. Impegnato seriamente anche in pista, in questi due anni conquista due Campionati europei di categoria, tre Campionati italiani assoluti in diverse specialità.
2010: il passaggio tra i professionisti
La stagione 2010 vede Elia ancora con la Marchiol gareggiare per il terzo anno tra gli under 23. Dopo la vittoria in una tappa della Vuelta a Cuba, cui partecipa in rappresentanza della Nazionale italiana, si impone al Giro delle Tre Province e per la seconda volta consecutiva alla Popolarissima; centra così il dodicesimo ed ultimo successo nella categoria prima di diventare professionista.
Diventa professionista nell'aprile del 2010, a ventuno anni, con la Liquigas-Doimo del team manager Roberto Amadio, dove ritrova Paolo Slongo, che lo seguiva dalle categorie giovanili, e Biagio Conte, già suo direttore sportivo alla Marchiol negli under 23. Nella squadra veneta, avente licenza ProTour, trova corridori esperti come Ivan Basso, Franco Pellizotti e Francesco Chicchi ma anche molti giovani quali Vincenzo Nibali,Jacopo Guarnieri, Daniel Oss e Peter Sagan. Debutta in gara al Presidential Cycling Tour of Turkey dove vince in volata la settima tappa conquistando all'esordio il primo successo da professionista. Nel corso della stagione vince anche il Memorial Marco Pantani, battendo in volata José Serpa e Manuel Belletti dopo una lunga fuga partita per iniziativa dello stesso Viviani, e il Memorial Frank Vandenbroucke, corsa belga con strappi e tratti in pavé, dove a un chilometro dall'arrivo esce dal gruppo principale, raggiunge e sorpassa i fuggitivi in testa alla gara e taglia il traguardo tutto solo, dimostrando una buona predisposizione per le classiche del pavé.
2011: Liquigas-Cannondale
Confermato anche per il 2011 nella Liquigas-Cannondale, Viviani si pone come obiettivo per la sua prima stagione completa quello di ottenere qualche successo e fare esperienza nelle corse importanti. L'annata inizia in modo positivo con due vittorie su strada in febbraio al Gran Premio Costa degli Etruschi e al Tour de Mumbai I-Nasik Cyclothon in India, dove regola in volata l'esperto Robbie McEwen. Il risultato più prestigioso arriva in marzo ai Campionati del mondo su pista di Apeldoorn dove conquista la medaglia d'argento nello scratch. Partecipa poi per la prima volta al Giro delle Fiandre ma si ritira.
La seconda parte della stagione è molto proficua grazie a quattro vittorie (comprese due tappe allo USA Pro Cycling Challenge in Colorado) che gli valgono la convocazione da parte del Commissario Tecnico della Nazionale Paolo Bettini per disputare i campionati del mondo su strada di Copenaghen. Nel periodo estivo si laurea anche Campione europeo under-23 nell'omnium e nella corsa a punti. Conclude la stagione vincendo una tappa al Tour of Beijing, ottavo successo stagionale e primo in carriera in una prova del World Tour.
2012: Liquigas-Cannondale Inizia la stagione 2012 in gennaio al Tour de San Luis, dove vince la sesta tappa regolando in volata Juan José Haedo e Andrea Guardini. Nella prima gara in Italia, il Gran Premio Costa degli Etruschi, il cui percorso viene modificato e accorciato a causa di vento e gelo, conferma il successo dell'anno precedente battendo Modolo e Baggio; pochi giorni dopo si aggiudica anche le due tappe e la classifica finale del Giro della Provincia di Reggio Calabria. In marzo partecipa alla Milano-Sanremo concludendola oltre il centesimo posto, mentre a fine mese vince la prima semitappa della Settimana Internazionale Coppi e Bartali. Ai successivi campionati mondiali su pista di Melbourne, dove ambisce alla vittoria nell'omnium, cade procurandosi una microfrattura che lo costringe al ritiro e gli preclude la successiva partecipazione al Giro d'Italia; riesce comunque ad ottenere la qualificazione ai Giochi olimpici di Londra, risultando però l'unico rappresentante italiano per il ciclismo su pista. Rientrato alle corse, in luglio partecipa al Giro di Polonia arrivando secondo nella seconda e nella quinta tappa battuto, in entrambi i casi, allo sprint dal britannico Ben Swift; su pista vince invece la Tre Giorni di Pordenone in coppia con Angelo Ciccone e la Tre Sere di Bassano del Grappa con lo svizzero Franco Marvulli.
Giunto a Londra per i Giochi olimpici, dopo aver disputato, il 28 luglio, la prova in linea su strada (e ottenuto il trentottesimo posto), prende parte alla prova dell'omnium, specialità della pista composta da sei prove da disputarsi in due giorni. Il 4 agosto ottiene il sesto posto nel giro lanciato, il quinto nella corsa a punti e il secondo nell'eliminazione, chiudendo la giornata al secondo posto della classifica generale. L'indomani si piazza settimo nell'inseguimento individuale e quinto nello scratch, balzando al comando della classifica generale a pari punti con Lasse Norman Hansen e Bryan Coquard; in serata ottiene però solo il nono tempo nel chilometro da fermo, scivolando così al sesto posto della generale finale. Dopo l'esperienza olimpica prende parte alla Clásica di San Sebastián e alla Vuelta di Spagna, primo grande giro a cui partecipa, dove ottiene due secondi posti dietro al tedesco Degenkolb. In settembre si piazza secondo anche al Memorial Marco Pantani, battuto da Fabio Felline, mentre su pista vince quattro medaglie ai Campionati italiani di Montichiari: oro nell'inseguimento a squadre, nell'americana, nel derny e bronzo nella corsa a punti. In ottobre vince la prima tappa del Giro di Pechino; in occasione dei seguenti Europei su pista di Panevėžys conquista quindi il bronzo nell'inseguimento a squadre con Liam Bertazzo, Ignazio Moser e Paolo Simion, l'oro nella corsa a punti e il bronzo nell'americana in coppia con Angelo Ciccone.
Alla fine del 2012 lo sponsor Liquigas lascia il ciclismo dopo otto anni di attività. La maggior parte del personale della squadra, compreso lo stesso Viviani, si trasferisce alla neonata Cannondale Pro Cycling, che assume anch'essa licenza World Tour.
2013: Cannondale Pro Cycling Nel 2013 fa il suo debutto stagionale in febbraio al Tour of Qatar, dove ottiene il quinto posto nella prima tappa. Alla Parigi-Nizza si piazza terzo nella prima tappa, secondo nella seconda e veste per un giorno la maglia di leader della classifica generale; alla Milano-Sanremo arriva però al traguardo oltre il centesimo posto, mentre al Giro d'Italia ottiene in volata due secondi e un terzo posto di tappa.
Il 3 giugno vince la sua prima corsa dell'anno, imponendosi allo sprint nella seconda tappa del Critérium du Dauphiné. Dopo circa due mesi, al Tour of Elk Grove in Illinois vince le due tappe in linea e grazie all'ottavo posto nel prologo e agli abbuoni si aggiudica anche la classifica generale. Si aggiudica poi la Dutch Food Valley Classic, nei Paesi Bassi, regolando in volata Napolitano e Van Hummel, e si piazza quindi quinto alla Vattenfall Cyclassics e settimo al Grand Prix de Ouest-France, prima del successo nella prima frazione del Tour of Britain. Conclusa la stagione su strada, agli Europei su pista tenutisi ad Apeldoorn vince due titoli continentali, nella corsa a punti e, in coppia con Liam Bertazzo, nell'americana.
2014: Cannondale
Confermato dal team Cannondale, Viviani inizia il 2014 con una specifica preparazione per i campionati del mondo su pista di Cali, dove punta a conquistare la medaglia d'oro nella corsa a punti. Alla kermesse iridata invece Viviani delude prima nello scratch e il giorno seguente nella corsa a punti, nella quale, non rendendo al massimo dal punto di vista atletico e commettendo diversi errori sul piano tattico, deve accontentarsi del quattordicesimo posto. Dopo un periodo di riposo ritorna alle corse su strada vincendo la prima volata disputata, in occasione della terza tappa alla Settimana Internazionale di Coppi e Bartali. Al successivo Presidential Cycling Tour of Turkey vince quindi due tappe superando Mark Cavendish e Andrea Guardini: dimostra così una buona condizione in vista del Giro d'Italia, il secondo grande obiettivo della sua stagione. In quel Giro, però, a causa di cadute e febbre non va oltre un podio parziale e qualche piazzamento.