Nació en Fermo (Italia) en 1801. Fue discípulo de Minardi y de la Academia de San Lucas de Roma. La copia del fresco de Rafael, La batalla de Constantino, dibujada en gran tamaño le valió, por la calidad del dibujo, ser elegido para tomar parte en los trabajos artísticos del Real Establecimiento Litográfico de Madrid. Trasladó su residencia a esta ciudad en 1829, donde trabajó para José de Madrazo en la Colección Litográfica de los cuadros del rey de España, dibujó algunas litografías de El Artista, e hizo algunos retratos y estampas sueltas. Finalizado el privilegio exclusivo que tenía el Real Establecimiento Litográfico de Madrid, Cayetano Palmaroli abrió sus propio establecimiento dando al público una Colección de retratos de médicos célebres, además de estampas sueltas sobre vistas, retratos, reproducción de pintura, etc. Pretendió desde su establecimiento publicar estampas a precios más asequibles que las que se vendían en el Real Establecimiento Litográfico de Madrid, pero con la misma calidad que las que por lo menos él había hecho hasta entonces, pero el público no parece que acogiera con mucho entusiasmo su producción. Es probable que por esta razón decidiera abandonar el país y volver a Italia después de doce años de estancia en Madrid. En Italia se dedicó a pintar asuntos históricos y retratos para la casa del conde de Vinci. En 1848 volvió a Madrid, además de la pintura continuó su obra litográfica entre las que se cuenta el retrato de cuerpo entero de Francisco de Asís, probablemente su última obra. Murió en Madrid en 1853
(Vega J. En: Museo Nacional del Prado. Catálogo de Estampas, 1992,140)

Fue nombrado litógrafo del Real Museo el 1 de abril de 1849 (Archivo Museo del Prado, Caja 406, Leg. 11.211, expediente 17)