Liverpool bekreftet 11. juli 2008 at de hadde kjøpt Cavalieri. Cavalieri signerte en fireårskontrakt med Merseyside-klubben, og ble dermed den tredje brasilianske fotballspilleren i klubben etter Fabio Aurelio og Lucas Leiva. Hans første kamp for de røde, var en treningskamp 12. juli mot Tranmere Rovers. 1. mai 2009 bekreftet den portugisiske klubben Benfica var interessert i å kjøpe han.