Henry William Dalgliesh Cavill wuchs als der vierte von fünf Brüdern in Jersey auf, besuchte jedoch die Stowe School in Stowe, Buckinghamshire. Bereits im Schultheater zeigte sich Cavills Talent für die Schauspielerei; so wurde er meist für große Rollen (so für Oberon in Ein Sommernachtstraum) besetzt.

Entdeckt wurde Cavill 17-jährig im Jahr 2000 von Regisseur Dennis Berry. Das Jugenddrama Laguna – erstmals im April 2001 gezeigt – war Cavills Filmdebüt. Seinen Durchbruch hatte er 2002 an der Seite von Jim Caviezel in Kevin Reynolds Abenteuerfilm Monte Cristo. Danach stand Cavill u. a. in Tristan & Isolde aus dem Jahr 2006 vor der Kamera.

Drei Filmrollen, für die er ebenfalls vorsprach, musste Cavill jedoch anderen Schauspielern überlassen. Bei Batman Begins wie auch bei Superman Returns und James Bond 007 – Casino Royale nahm er an den Castings teil, die jeweiligen Rollen gingen jedoch an Christian Bale, Brandon Routh und Daniel Craig. In dem Film Der Sternwanderer war er 2007 an der Seite von Michelle Pfeiffer und Claire Danes erneut auf der Kinoleinwand zu sehen. Großen Erfolg feierte Henry Cavill mit der Serie Die Tudors. Darin spielte er die Rolle des Charles Brandon – einen charismatischen jungen Mann, dem die Frauen zu Füßen liegen und der keine Vergnügungen scheut sowie ein guter Freund und enger Berater des Königs Heinrich VIII. (gespielt von Jonathan Rhys Meyers) ist. Die Treue und die Freundschaft wird jedoch auf die Probe gestellt, als sich Brandon in die Schwester des Königs verliebt.

In Zack Snyders Superman-Verfilmung Man of Steel, der im Juni 2013 in die Kinos kam, spielte Cavill die Hauptrolle. Im März 2017 wurde bekannt, dass er eine Rolle in Mission: Impossible 6 übernehmen wird.

Der Schauspieler hält sein Privatleben weitgehend von der Öffentlichkeit fern. Im Mai 2011 wurde bekanntgegeben, dass er sich mit der Springreiterin Ellen Whitaker verlobt hat. Die Verlobung wurde jedoch im August 2012 wieder gelöst, nachdem das Paar sich bereits Monate zuvor getrennt hatte.