Cătălin Pavel a urmat studii doctorale și postdoctorale la University of Oxford, Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne, Institutul Arheologic Albright din Ierusalim, Universitatea Hamburg și Colegiul Noua Europă din București.

A participat la săpături arheologice în țară, în Germania, Franța, Anglia, Maroc, Israel și în special în Turcia (la Milet, Gordion și, în 2005–2010, la Troia).

A predat arheologie, artă clasică și teme arheologice în literatură în București, Cluj și Atlanta, iar în prezent este conferențiar universitar la Universitatea Ovidius din Constanța.

Lucrări de specialitate:

• Describing and Interpreting the Past – European and American Approaches to the Written Record of the Excavation (Ed. Univ. din București, 2010);
• Dicţionar de mitologie greco-romană: Zei, eroi, mituri (coautor și coeditor, Corint, 2011);
• Arheologia iubirii: De la Neanderthal la Taj Mahal (Humanitas, 2019, nominalizată la Premiile „Observator cultural”, tradusă în franceză și italiană);
• Animalele care ne fac oameni: Blană, cozi și pene în arheologie (Humanitas, 2021; Premiul Societății de Științe Istorice din România, nominalizată la premiile Monica Lovinescu);
• Elefantul lui Carol cel Mare. Un anti-manual de istorie (ART, 2025).

A publicat și 14 volume de literatură.