Nasceu em 2 de julho de 1905, na cidade de Taquaritinga (SP). Doutor em medicina pela Universidade de São Paulo (USP), em 1931, foi assistente, chefe de laboratório e docente concursado de fisiologia da Faculdade de Medicina dessa universidade. Em 1939, foi aprovado em concurso para professor da Faculdade de Odontologia da Universidade do Brasil, atual Universidade Federal do Rio de Janeiro. Nesse mesmo ano, ingressou no IOC, trabalhando como pesquisador, professor e chefe da Divisão de Fisiologia. Paralelamente, lecionou no Departamento Nacional de Saúde, na Faculdade de Ciências Médicas e na Faculdade de Medicina da Universidade do Brasil. Em 1955, foi colocado, pelo IOC, à disposição do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), sendo indicado para a direção do Setor de Pesquisas Biológicas e do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA). Em 1959, retornou a Manguinhos e foi nomeado diretor do IOC no ano seguinte. Em 1961, voltou à chefia da Divisão de Fisiologia e Farmacodinâmica, cargo do qual foi exonerado em 1964, como aconteceu com todos os outros pesquisadores envolvidos nos inquéritos administrativos instaurados no IOC. Foi ainda consultor científico do INPA, membro do Conselho Deliberativo do CNPq e da Comissão Nacional de Assistência Técnica do Ministério das Relações Exteriores. Em 1963, participou da Missão Científica Brasileira ao Leste Europeu, promovida pela Universidade de Brasília. Membro da Academia Brasileira de Ciências e fundador da Sociedade Brasileira de Fisiologia, foi agraciado em 1943 com o prêmio da Sociedade de Medicina e Cirurgia de São Paulo, por seus estudos sobre águas minerais, e em 1958, com a Medalha do Mérito D. João VI, pelos serviços prestados às pesquisas do Jardim Botânico. Desenvolveu estudos de grande importância nas áreas de nutrição e saúde ocupacional. Ente eles destacam-se trabalhos sobre o valor energético dos alimentos brasileiros, problemas alimentares na Amazônia, no Maranhão e Piauí, além de pesquisas sobre questões de saúde do trabalhador em indústrias gráficas. Em 1970, Tito Cavalcanti teve seus direitos políticos suspensos e foi aposentado pelo Ato Institucional (AI-5) e 10 (AI-10). Em 1986, foi reintegrado ao quadro de pesquisadores da Fiocruz, passando a trabalhar com Haity Moussatché na reorganização do Departamento de Fisiologia e Farmacodinâmica da instituição. Morreu em 11 de dezembro de 1990.