Родился в городе Кремона (Италия). В возрасте 14 лет поступил хористом в базилику Святого Марка в Венеции. В 1639 году стал органистом, а в 1668 — капельмейстером собора, заняв, таким образом, главный музыкальный пост Венецианской республики. Между 1639 и 1672 годом написал около 40 опер для городских театров, быстро став ведущим композитором венецианской оперной школы. Кавалли уделял большое внимание гармонии, ритму, разнообразию модуляций и инструментовке, придал ариозному пению большую округленность, выразительность и красоту. Кавалли почти полностью посвятил себя церковной музыке. Из духовных произведений его перу принадлежат мессы, псалмы и реквием. Умер в Венеции.