Генри Уильям Далглиш Кавилл родился 5 мая 1983 года в Сент-Хелиере на острове Джерси. Он вырос в семье с пятью сыновьями, где был четвёртым ребёнком. Учился в школе Святого Михаила на Джерси, а затем — в школе Стоу в английском графстве Бакингемшир. В школьные годы увлекался спортом и участвовал в театральных постановках.
Кинокарьера Кавилла началась с фильма «Лагуна» (2001). В следующем году он появился в приключенческой драме «Граф Монте-Кристо», а позднее снялся в картинах «Тристан и Изольда» и «Звёздная пыль». Заметным этапом стала роль Чарльза Брэндона, герцога Саффолка, в историческом сериале «Тюдоры» (2007–2010), которая помогла актёру привлечь внимание международной аудитории.
Мировую известность Кавиллу принёс образ Кларка Кента — Супермена в фильме Зака Снайдера «Человек из стали» (2013). Впоследствии он вернулся к этому персонажу в картинах «Бэтмен против Супермена: На заре справедливости» и «Лига справедливости». Роль стала одной из определяющих в его карьере.
Другим важным направлением для актёра стали приключенческие и шпионские боевики. В фильме Гая Ричи «Агенты А.Н.К.Л.» (2015) он сыграл агента ЦРУ Наполеона Соло, а в картине «Миссия невыполнима: Последствия» (2018) — оперативника Августа Уокера. Среди его работ также выделяется роль Тесея в фэнтезийном боевике «Война богов: Бессмертные» (2011).
С 2019 по 2023 год Кавилл исполнял роль Геральта из Ривии в первых трёх сезонах сериала «Ведьмак», основанного на произведениях Анджея Сапковского. Образ немногословного охотника на чудовищ стал ещё одной узнаваемой работой актёра.
В фильмах «Энола Холмс» и «Энола Холмс 2» Кавилл представил свою версию Шерлока Холмса. В 2024 году его фильмографию пополнили шпионский боевик «Аргайл: Супершпион» и военная приключенческая картина Гая Ричи «Министерство неджентльменских дел».