Христо Каварналиев е роден в гръцката махала на град Варна на 8 май 1894 г.

През 1910 г. той започва образованието си в Художественото индустриално училище (понастоящем Художествената академия) в класа на проф. Иван Мърквичка, където учи заедно с Георги Велчев, Стоян Райнов, Никола Кожухаров, Димитър Гюдженов, Борис Митов, Янко Атанасов. Преподаватели на Каварналиев са били и проф. Антон Митов, проф. Иван Ангелов и проф. Ярослав Вешин. Поради три пъти невзет изпит по Декоративно изкуство Каварналиев не се дипломира официално.

През 1914 г. Христо Каварналиев открива първата си изложба в София, от която понастоящем в НХГ се намират четири гваша. През есента на същата година той влиза в казармата във Варна, през 1915 г. е прехвърлен на Добружанския фронт, където дружи с Александър Мутафов. През 1917 г. е включен в изложбата на български военни художници в Германия и е командирован Берлин, там се среща с Панчо Владигров.

След края на Първата световна война, през 1919 г. Каварналиев организира втората си самостоятелна изложба в София и участва като учредител на Дружеството на независимите художници в България. Вероятно със средства от откупките от тази изложба художникът успява през 1920 г. да замине за Германия - преминавайки за кратко през Берлин, той се установява в Мюнхен, където специализира в школата на Франц фон Щук, а през 1921 г. пътува до Хамбург.

След като се завръща в България, Каварналиев се присъединява към кръга на Гео Милев, сътрудничи в списанията "Везни" и "Пламък", през 1923 г. след като е участвал в основаването на Дома на изкуствата в София през 1920 г., художникът става основоположник на Дома на изкуствата и печата във Варна.

През 1924 г започват продължилите близо пет години пътувания на Христо Каварналиев - Истанбул, Египет, Хамбург, Любек, Париж, Марсилия, Ница, Соренто, Москва. Между тези пътувания той урежда изложби в България - 1925 г. - "Експресионистична изложба" в София, 1926 г. - отново в София - изложба с творби от престоя в Германия, самостоятелна графична изложба в Третяковската галерия в Москва, 1928 г. - Варна, в "Клуба на адвокатите".

През 1930 г. Христо Каварналиев подрежда над 100 картини в Добрич, по това време в границите на Румъния. От същата година датира и интересната съвместна изложба с шотландеца Уйлям Уотсън във Варна. Следват изложбата от 1931 г. в Столарското училище в Русе и тази от 1934 г. в Габрово. През 1935 г. Христо Каварналиев участва в изложбата „100 години Българско изкуство 1820-1920“ с два пейзажа от Хамбург, през 1936 г. подрежда изложба в салоните на Варненския народен театър.

През 1937 г. Христо Каварналиев рисува в Созопол и през май месец същата година, след десетгодишно отсъствие, се представя пред софийската публика с изложба в галерия "КООП", която се е намирала на ул. "Раковски 109". Созоползският цикъл е представен и във Варна в изложба от края на м. декември 1937 г.

Христо Каварналиев е мобилизиран за кратко вероятно през 1941 г. [1], а през 1942 г. пътува за Охрид, на връщане преминава през Рилския мнастир и през октомври същата година в салона на Варненската популярна банка излага творби и от Македония, през 1943 г. патриотичните цикли на художника са изложени и в София.

След 9-и септември 1944 г. Христо Каварналиев попада в списъците на "буржоазните художници", той рисува все по-малко и не подготвя изложби. Умира на 18-ти май 1951 г.