1957年，卡瓦利埃成为
路易·马勒的助理导演，先后为《通向死刑台的电梯》和《情人们》做副导演。1958年，他拍摄了第一部短片《一个美国人》，之后，卡瓦利埃开始长片创作。早期电影都带有浓郁的政治批判色彩，1961年的长片处女作《岛屿上的战斗》讲述了一个青年
法西斯分子的故事。1964年，他又拍摄了以
阿尔及利亚战争为题材的电影《
不屈服的人》，该片虽有
罗密·施奈德和
阿兰·德龙这样的大明星主演，但与同时代反映阿尔及利亚战争的影片一样，遭到了政府严格审查，上映时许多片段被剪掉，也遭到了商业上的失败，使卡瓦利耶一度对政治电影灰心失望，转向商业题材，拍摄了犯罪电影《
皮包》，和改编自
弗朗索瓦丝·萨冈小说的《心跳》，这两部影片让卡瓦利耶在商业上获得了小小的成功。
当卡瓦利埃日以被公众所接受时，“
五月风暴”的爆发让他对社会现状非常失望，在1970年代一度沉寂，开始了他的旅行生活。8年后，1976年，卡瓦利耶重新回到摄影机前，开始了他的实验电影时期，先后拍摄了带有实验色彩的《无尽美好》和《马丁与雷阿》。卡瓦利埃接下来的两部实验电影《这个留言机不能留言》和《卡瓦利耶的来信》都没有正式放映发行，但1980年《
奇异的旅行》使他获得了当年的路易·德吕克奖。
之后，卡瓦利埃再次在电影界消失。直到1986年，他以天主教的著名
圣女小德兰的传记拍摄了《小德兰》影片再次一鸣惊人，获得空前的成功，获得
戛纳电影节评委会奖和6项
恺撒奖。《小德兰》是卡瓦利埃在剧情片创作上的代表作，也是法国新电影时期最伟大的电影艺术品。他通过绘画般的古典主义完美主义手法，以高超的光影手段向法国传统的天主教道德谱写一首颂诗。《小德兰》是
美轮美奂的电影，影片理想化地还原了圣女德兰的生活片段，以亦真亦幻的舞台布光，再现了一个圣女形象，表现出卡瓦利耶深厚的绘画功底和娴熟的造型表现能力。
《小德兰》之后，卡瓦利埃第三次在公众视野里消失，醉心于他的实验电影。1993年，他拍摄了带有实验色彩的电影《解救我》，以近乎默片的视听手段，提供了一种难以言说的观影乐趣，手法新锐，但观赏性不强，影响不大。在整个90年代，卡瓦利埃都保持低调的生活方式，成为法国具有神秘色彩的电影导演。1995年，卡瓦利耶拍摄了75分钟的实验电影《相遇》。在得到电视台的工作后，他开始向传统的电影语言发起了挑战。在上个世纪90年代，卡瓦利埃开始尝试纪录片拍摄，他拍摄了系列纪录片《24个画像》，以他在生活中感兴趣的24个人为主，这些纪录片有的曾在电视台播出，其中四部合为一部长片《
生活》于2000年11月上映，仍然只在小范围内产生影响。
2002年，受到纪录片创作的影响，卡瓦利埃拍摄了《
勒内》，这是一部带有纪录风格的剧情电影，影片以纪录片的手法和形式组织一个虚构的故事，一部带有纪录片色彩的“场面调度电影”。卡瓦利埃有耐心地以与人物互动的期待方式展开叙述，这种自然的现实的美学追求与《小德兰》完全不同，代表了卡瓦利埃在90年文本实验阶段的成绩。
通过捕捉瞬间的生活细节，实现难以想象的电影真实，卡瓦利埃比
皮亚拉走的更远，对皮亚拉剧情片的真实美学的发展，这种发展最终以自传体纪录片《拍摄者》的方式，与皮亚拉电影的自传化倾向汇合了。《拍摄者》由卡瓦利耶自1994年到2005年11年间拍摄纪录片的日记剪辑而成，他将拍摄纪录片的感受和自己的生活以电影的方式呈现出来，在这个意义上，卡瓦利埃彻底成为“真实主义”的电影人，他将导演/幕后者推向前台/镜头，把纪录片导演的工作、生活和思考，与那些纪录片一起，像正片/负片的方式呈现给观众。