Родился в семье Жана Батиста Кавеньяка, видного деятеля эпохи Великой Французской революции и члена Конвента.
Получив образование в Парижской политехнической школе, в 1824 году поступил на службу военным инженером. Верный республиканским традициям своей семьи, он сочувствовал Июльской революции и не скрывал своего неудовольствия тем, что она не привела к установлению республики. Он открыто заявил, что не стал бы драться против республиканцев, и в наказание за это был удалён с действительной службы, а затем отправлен в Алжир, где скоро выдвинулся как военными, так и административными способностями. Особенной славой покрыла его пятнадцатимесячная защита форта Тлемсен, в составе гарнизона из пятисот человек в 1836—1837 годах.
Вернувшись во Францию в 1837 году, Кавеньяк написал этюд «De la r?gence d’Alger», обративший на него большое внимание. В 1839 году, когда возобновились военные действия Абд аль-Кадира против французов, Кавеньяк снова отправился в Африку, где его высоко ценили и Бюжо, и герцог Омальский. В декабре 1847 года он был назначен губернатором провинции Оран, на место Жюшо де Ламорисьера. На этом посту его и застала февральская революция 1848 года.
В мае 1848 года был назначен военным министром Франции; главный организатор расправы над парижскими рабочими во время подавления Июньского восстания, проявил исключительную жестокость к повстанцам. После подавления восстания стал военным диктатором. Неудачно баллотировался на пост президента Франции, значительно уступив на выборах племяннику Наполеона I Шарлю-Луи Наполеону. Отец известного политического деятеля Жака Кавеньяка.
