Альберто Кавальканті народився в Ріо-де-Жанейро (Бразилія) у сім'ї відомого математика італійського походження. У 1917-му у 18-річному віці закінчив Женевський університет, де вивчав архітектуру та юриспруденцію. Приїхавши цього ж року до Парижа, залучився до діячів «Авангарду».
У 1922 році почав працювати в кіно як художник-декоратор у фільмах режисера Марселя Л'Ерб'є «Нелюдяна» і «Покійний Маттіас Паскаль». У 1926 році дебютував як режисер, поставивши фільм «Тільки час», що мав принципове значення для кіноавангардистів, і став свого роду маніфестом документалізму в авангардному кіно. У першому ж своєму фільмі Кавальканті на противагу усім іншим доводив, що і документальна картина довколишнього світу також може слугувати матеріалом для експериментів з часом і простором, давши поштовх особливому різновиду документального кіно — поетичному документальному фільму..
У 1934 році на запрошення англійського режисера-документаліста Джона Грірсона Кавальканті переїхав до Лондона, де працював продюсером та керівником виробництва в очолюваному Грірсоном кінооб'єднанні . У 1945 році спільно з Б. Дірденом, Ч. Крайтоном и Р. Геймером поставив ігровий фільм «Пізно вночі», який у 1946 році отримав приз Кінофестивалю в Локарно за найкращий сценарій.
Повернувшись у 1950 році до Бразилії, Кавальканті працював там продюсером на кіностудії в Сан-Паулу, яку і очолював, а у 1952 році заснував кіностудію «Кінофільмес» (Kino Filmes), де поставив свій найкращий фільм «Пісня моря» (1952).
У 1954 році після внесення його до «чорного списку» за комуністичні погляди, Альберто Кавальканті повернувся до Європи. Протягом 1960–1970 років працював в Австрії, Англії, Франції.
Син Альберто Кавальканті — бразильський кінорежисер Івері Кавальканті.
У 1953 році в Бразилії вийшла автобіографічна книга Альберто Кавальканті «Filme e Realidade» (Кіно і реальність).
Помер Кавальканті в Парижі у 85-річному віці.
