Кавальери дебютировал в составе «Палмейраса» 24 июня 2002 года в матче чемпионата Паулиста (4:0). В чемпионате Бразилии Диего провёл 33 игры за этот клуб и пропустил в них 47 мячей.

Ливерпуль

11 июля 2008 года он подписал контракт с «Ливерпулем» сроком на четыре года. Сумма отступных, которую мерсисайдский клуб заплатил «Палмейрасу», как предполагается[1], составила около трёх миллионов фунтов. Диего Кавальери стал третьим бразильцем после Фабио Аурелио и Лукаса Лейвы в истории «Ливерпуля». Позднее тем же летом в составе клуба появился ещё один его соотечественник, 18-летний нападающий Витор Флора.

12 июля Кавальери дебютировал в составе новой команды в матче против «Транмир Роверс». 31 июля было объявлено, что в сезоне 2008/2009 Диего будет выступать под номером 1, под которым до 2007 года выступал Ежи Дудек[2].

Палмейрас
Лига Паулиста (2003)
Серия B Бразилии по футболу (2008)