Pusbrolis (motinos brolio sūnus) Juozas Zavaliauskas (g. 1944 m.) – estrados artistas.

1951–1962 m. mokėsi Kurklių vidurinėje mokykloje. 1962–1967 m. studijavo Vilniaus universitete, įgijo geografo išsilavinimą.

1967–1969 m. P. Kavaliauskas dirbo Statybos ir architektūros instituto vyresniuoju inžinieriumi, 1970–1976 m. – Lietuvos statybos ir architektūros mokslinio tyrimo instituto mokslo darbuotoju.

1974 m. Vilniaus universitete jis apsigynė kandidatinę disertaciją "Kraštovaizdžio rekreacinės analizės svarbiausios problemos", buvo gamtos mokslų kandidatas.

Nuo 1976 m. iki senatvės jis dirbo dėstytoju Vilniaus universiteto Gamtos mokslų, po pertvarkymo – Chemijos ir geomokslų fakultete.

1976–1978 m. jis buvo Bendrosios geografijos katedros vyresnysis dėstytojas, 1979–1992 m. – docentas, nuo 1993 m. – profesorius.

2000–2006 m. jis buvo Bendrosios geografijos katedros vedėjas, 2006–2011 m. – Geografijos ir kraštotvarkos katedros vedėjas. 

1993 m. Vilniaus universitete jis apsigynė disertaciją "Metodologiniai kraštotvarkos pagrindai", buvo habilituotas fizinių mokslų, geografijos daktaras.

1980–2005 m. jis buvo mokslo žurnalo "Geografija" atsakingasis redaktorius. Jis buvo Nepriklausomo strateginių tyrimų centro ekspertas, Lietuvos geografų draugijos valdybos narys ir Lietuvos mokslininkų sąjungos narys.

P. Kavaliauskas yra daugelio mokslo darbų geografijos, kraštotvarkos bei aplinkosaugos klausimais autorius.

Jo parengti darbai: "Rekreacinės geografijos pagrindai" (1972–1980 m.), "Teritorijos taikomųjų tyrimų metodika" (1967–1985 m.), "Lietuvos saugomų teritorijų sistemos formavimo koncepcija" (1971–1985 m.), "Lietuvos gamtinis karkasas ir jo lokalizavimas" (1980–1990 m.), "Metodologiniai kraštotvarkos pagrindai" (1980–1992 m.), "Lietuvos administracinio teritorinio suskirstymo koncepcija" (1990–1993 m.), "Šalies generalinio plano metodologija" (1998–1999 m.).

P. Kavaliauskas vykdė arba vadovavo svarbiems teritorinio bei strateginio planavimo darbams: "Lietuvos kompleksinė gamtos apsaugos schema" (1982–1984 m.), "Regioninių parkų steigimo programa" (1991 m.), "Valstybinė aplinkos apsaugos strategija" (1995 m.), "Lietuvos Respublikos biologinės įvairovės išsaugojimo strategija ir veiksmų planas" (1997 m.), "Lietuvos Respublikos teritorijos bendrasis planas" (1997–2001 m.), "Klaipėdos miesto plėtros strateginis planas" (2000–2002 m.), "Dviračių turizmo sistema Lietuvoje" (2001–2003 m.), Alytaus, Panevėžio, Tauragės ir Marijampolės apskričių generaliniai planai bei Neringos ir Varėnos rajono savivaldybių bendrieji planai (2005–2007 m.), Aukštaitijos, Žemaitijos, Dzūkijos ir Kuršių nerijos nacionalinių (1974–1996 m.) bei Kurtuvėnų, Pavilnių, Nemuno kilpų, Nemuno deltos, Varnių ir Labanoro regioninių (1990–2001 m.) parkų planavimo schemos, Europos geografinio centro draustinio tvarkymo planas (2002–2003 m.), Kuršių nerijos ir Suvalkijos nacionalinių parkų ribų ir zonų planai (2005–2007 m.), Asvejos, Anykščių, Gražutės, Sirvėtos ir Verkių regioninių parkų tvarkymo planai (2004–2007 m.).

Jis buvo pagrindinių Lietuvos Respublikos aplinkos apsaugos teritorijų planavimo ir teritorinio valdymo sričių įstatymų, taip pat saugomų teritorijų nuostatų bendraautorius.

Jis išleido knygą "Mažųjų upelių likimas" (su Eduardu Vaitkevičiumi, 1990 m.).

P. Kavaliauskas buvo apdovanotas Lietuvos Didžiojo Kunigaikščio Gedimino ordinu (2006 m.).

Jis gavo Valdo Adamkaus premiją už veiklą aplinkosaugos srityje (1995 m.). Už darbą "Krašto tvarkymo optimizavimas teritorijų fizinio planavimo sistemoje (1986–2003)" jis buvo apdovanotas Lietuvos nacionaline mokslo premija (2004 m.). Už viso gyvenimo darbus kraštotvarkos teorijoje ir praktikoje Lietuvos geografų draugija apdovanojo jį profesoriaus K. Pakšto medaliu (2013 m.).

Laisvalaikį skyrė poezijai, autorinėms dainoms kurti. Išleido dainų albumą "Meilės gaida" (2004 m.).

Vaikai: Nedūnas Kavaliauskas (g. 1969 m.) – statybininkas, Neda Kavaliauskaitė (g. 1978 m.) – architektė, Nedmantas Kavaliauskas (g. 1979 m.) – geografas, Agnė Kavaliauskaitė (g. 1980 m.) – vadybininkė.

Mirė 2024 m. balandžio 8 d. Vilniuje. Velionio pageidavimu laidotuvės nerengiamos.