Nació alrededor de 1550 en Roma, Murió en la misma capital el 11 de marzo de 1602. De noble familia romana y amante de las artes, las primeras nociones musicales se las enseñó su padre, probablemente aquel Mario de’ Cavalieri que fue director de la capilla de música de la archicofradía del Crucifijo en Roma entre 1568 y 1578.
En la misma tarea encontramos a C. entre 1578 y 1584. En estos años inicia su acercamiento al nuevo estilo monódico; para profundizar en sus estudios se trasladó a Florencia, donde ingresó en la «camerata dei Bardi».
El 3 de septiembre de 1588 asume en Florencia el cargo de intendente general de Bellas Artes, que conserva hasta 1596; como tal, organiza los espectáculos teatrales y musicales en ocasión de las bodas de Femando de Médicis y Cristina de Lorena (1589).
Desempeñó también la dirección del «Laboratorio dei cristalli» y en 1595 lo encontramos en la lista de la familia del Gran Duque como «provisionato» de Corte, con traje largo y capa corta. Los años florentinos fueron, pues, de intensa actividad para C.; en las cartas de Caterina Guidiccione se le llama «el verdadero ordenador de la reforma».
A él había confiado, en efecto, Bardi la dirección de las representaciones teatrales y la supervisión de cantantes y actores. Su primera contribución al «recitar cantando» fueron los intermedios para la Aminta (v.) de Tasso (1590), al que siguieron II satiro y La disperazione de Fileno (1590) y después II giuco della cieca (1595), todos con texto de Laura Guidiccioni Lucchesini.
Mientras tanto, en 1592 se había dedicado C. a la construcción de un órgano cuyos tonos debían dividirse en diez comas: tentativa que suscitó gran interés en Luzzaschi, el cual invitó a C. a ir a Ferrara, invitación que, sin embargo, no pudo llevarse a efecto por la muerte de Luzzaschi. En 1597 se encuentra C. de nuevo en Roma, adonde volvió también en 1599 y en 1600.
En febrero de este año fue ejecutada en el Oratorio de la Vallicella el Auto del alma y el cuerpo (v.), con texto del padre Agostino Manni: es su obra maestra, considerada por muchos como el primer ejemplo de oratorio sacro de la historia musical.
Con C. colaboró Dorisio Isorelli, que participó también en la composición de las Lamentationes Hieremiae Prophetae y de los Responsori per la Settimana Santa. De regreso en Florencia, C. hizo representar en octubre el Dialogo di Giunone e Minerva, con texto de Guarini. Vuelto definitivamente a Roma, allí murió en 1602, poco después de haber cumplido los cincuenta años.
C. Marinelli