Во время учебы в Академии художеств в Кракове Кавалерович окончил кинокурсы. Получив диплом, работал ассистентом режиссера на съемках фильмов «Запрещенные песенки» (1947, реж. Леонард Бучковский) и «Последний этап» (1948, реж. Ванда Якубовска). 

В художественном кинематографе дебютировал в 1951 году фильмом «Община» (совместно с К. Сумерским). В следующих картинах режиссера: «Целлюлоза», «Под Фригийской звездой» (1954) и особенно в фильме «Тень» (1956) заметно стремление молодого режиссера отступить от канонов социалистического реализма.

Ежи Кавалерович являлся одним из самых заметных выразителей идей неформального художественно-социального направления 1950-х — 1960-х годов в национальном кино Польши. Это движение, в дальнейшем стали называть «польской школой кинематографа».

Наиболее значительные картины Кавалеровича — «Загадочный пассажир», «Мать Иоанна от ангелов» (1961) и «Фараон» (1965). Во всех трёх фильмах снялась выдающаяся польская актриса Люцина Винницка.

Для творчества Кавалеровича характерно разнообразие тем, обращение к различным жанрам. Но через многие его фильмы отдельной линией проходит мотив внутреннего одиночества человека и борьбы с ним. Кавалерович проявлял равный интерес и к политическим фильмам о людях, которые оказались в центре великих исторических событий, и к фильмам об интимных переживаниях самых обычных людей.