康沃利斯在家中兄弟姊妹中排行第六，同時是家中長子，他的其中一位胞弟威廉·康沃利斯爵士（Sir William Cornwallis）為皇家海軍上將。康沃利斯早年就讀於伊頓公學，在校內曾玩曲棍球時遇上意外，弄傷眼部，以致終身視力輕微受損，他後來升讀劍橋大學卡萊爾學院。在1753年，其父獲晉封成為第一代康沃利斯伯爵（1st Earl Cornwallis），他作為長子亦從父親取得禮節性子爵封號，是為布羅姆子爵（Viscount Brome）。康沃利斯畢業後旋於1757年12月8日以準尉（Ensign）身份加入第1步兵圍隊，並且前往時值七年戰爭的歐洲大陸，由此展開其軍事生涯。
軍事生涯
在歐洲大陸，康沃利斯曾於義大利都靈的軍事學院接受軍事訓練，另外亦曾駐守德意志地區。1758年至1759年，他在當地擔任英方將領格蘭比侯爵（Marquess of Granby）的副官，後又於1759年參與明登戰役（Battle of Minden）。明登戰役後，康沃利斯購得第85步兵軍團的上尉職務，並返回英國加入該軍團。在1760年1月25日，他當選下院埃爾選區議員，但他在下院的時間相當短暫，不久以後就隨軍重返歐陸，並於1761年成為第12步兵團的中校。他在兵團中率領一支小隊，曾帶領小隊於1761年7月參與威林豪森戰役（Battle of Vellinghausen），此後他一直留守德意志地區，期間曾參與零星戰事，還獲擢升為中校。由托馬斯·根茲博羅繪於1783年。
在1766年3月，康沃利斯獲得第33步兵團的上校職務，同年停任英皇副官，自1769年至1770年出任聯合愛爾蘭副司庫（Joint Vice Treasurer of Ireland）。在1770年11月21日，康沃利斯又獲委任為樞密院顧問官，同年12月起出任倫敦塔總管，至1775年更獲軍方擢升為少將。
美國獨立戰爭
早期戰事
亨利·柯林頓爵士儘管康沃利斯一直同情北美十三州殖民地人民的情況，但當美國獨立戰爭在1775年爆發時，他接受任命率部前往當地平亂，並在1776年1月1日獲暫任美洲地區中將。在1776年年初抵達北美後，他最初擔任英方將令亨利·柯林頓（後為爵士）的副貳，曾在同年6月參與進攻南卡羅來納查爾斯頓的沙利文堡（Fort Sullivan），但以大敗告終。此後，他轉而效力北美英軍總司令威廉·何奧爵士（Sir William Howe），期間曾在1776年8月參與長島戰役及哈林高地戰役（Battle of Harlem Heights），並於9月15日參與率領英軍成功登入曼克頓，繼而占領紐約市。在攻克紐約市後，康沃利斯獲何奧爵士指派到新澤西北部追剿革命軍的喬治·華盛頓將軍，但其部眾在12月26日於特倫頓被華盛頓攻擊，革命軍在戰事中取得勝利。雙方之後繼續展開追逐，但至普林斯頓的時候，康沃利斯一方再受挫，而他亦未能捉拿華盛頓。
康沃利斯戰後返回英格蘭過冬，之後重返北美，獲總司令何奧爵士指派統領兩個師，以參與進攻費城一帶的行動，期間他在1777年9月參與白蘭地酒戰役（Battle of Brandywine），10月再參與德國鎮戰役（Battle of Germantown），12月復與華盛頓在馬特森淺灘（Matson's Ford）發生零星衝突。
在1778年初，康沃利斯第二度回英倫過冬，返國後被晉升正任中將。同年5月，英軍在薩拉托加戰事（Saratoga Campaign）敗陣後，柯林頓爵士獲起用取代何奧爵士為北美英軍總司令，而身在英倫的康沃利斯則得悉自己出任英軍副總司令。然而，兩人昔日在合作上曾出現過意見分歧，因此雙方的關係並不融洽。回到北美戰場後，康沃利斯在1778年6月參與蒙茅斯縣府戰役（Battle of Monmouth Court House），事後柯林頓曾下令要他增援，但康沃利斯以妻子病重為理由，於同年年尾堅持返英倫過冬，並毅然從軍中辭職。雖然如此，其妻於1779年2月病逝後，康沃利斯重新返回美洲參戰，但這次柯林頓卻一度以辭職相要脅，以示不滿。幾經調解，最後兩人一同在1779年12月向南部的北美殖民地進發，而康沃利斯繼續出任副總司令。
南方戰事
在1780年5月，英軍在柯林頓爵士指揮下進軍南卡羅來納，並攻下革命軍據點查爾斯頓，英軍在戰事中成功受降革命軍逾5,000人，對革命軍透成沉重打擊。但同樣在這個時期開始，柯林頓與康沃利斯及其他同級將官的不和亦日益浮面，而事實上一眾將領在圍城戰役中也沒有充分合作。柯林頓與其他同級軍官出現分歧及不願合作的問題在此後一直持續，軍方領導層未能團結一致，成為英方後來在戰爭中敗北的一大原因。攻克查爾斯頓後，柯林頓返回紐約市主持大局，並留下康沃利斯率領8,000軍員駐守南方，同時命令他要守住查爾斯頓及位於喬治亞的沙瓦納。在康沃利斯的指揮下，英軍一度在南部的戰事取得勝利，當中包括在1780年8月的卡姆登戰役擊潰查爾斯頓的革命軍餘部，但其輕騎兵部隊卻於翌年1月的考彭斯戰役（Battle of Cowpens）中遭重挫，而隨後在1781年3月的吉爾福德縣府戰役（Battle of Guilford Court House）入面，康沃利斯所率的英軍雖然取得最後勝利，但部隊卻在戰役中損傷慘重，他的愛將伯納斯特·塔爾頓（後為爵士）更在戰事中失去右手兩隻手指。美國畫家約翰·杜倫巴爾所繪
自吉爾福德縣府戰役後，康沃利斯在未獲柯林頓批准的情況下撤離北美南部，轉往北方的維珍尼亞，並在1781年6月試圖突襲準備在夏律第鎮開會的湯瑪斯·傑佛遜，但傑佛遜等人及時逃逸。經過零星戰鬥後，康沃利斯率部到約克鎮駐守，可是，駐守約克鎮很快就注定是一個錯誤的決定，不久以後，革命軍領袖喬治·華盛頓率大軍由北面迫近約克鎮，而華盛頓的法國盟友格拉斯伯爵更率領軍艦從海路而來，對約克鎮形成包抄之勢，並於9月28日開始向約克鎮進擊，史稱“約克鎮圍城戰役”（Siege of Yorktown），戰事持續近一個月，結果以英軍大敗收場，康沃利斯勳爵於10月17日決定率領8,000餘名部下投降，標誌著英軍在美國獨立戰爭中大勢已去，惟兩國的和約則遲至1783年方才正式簽署。英方在約克鎮的投降儀式在10月19日正式舉行，分別由革命軍的華盛頓將軍及法軍的羅尚博伯爵主持，但康沃利斯則稱病沒有出席。他最後淪為戰俘，並與交換人質的形式於同年年尾被遣返英倫，而英方交出的是大陸會議議員亨利·洛朗斯（Henry Laurens）。
在1783年，柯林頓進一步出版Narrative of the Campaign of 1781 in North America（《1781年北美戰事敘事》）一書，內容對康沃利斯多作指責，使兩人關係進一步惡化。後在1787年，康沃利斯的前部下伯納斯特·塔爾頓又出版名為Campaigns of 1780 and 1781 in the Southern Provinces of North America（《1780年及1781年北美南部地區戰役》）的回憶錄，內容多對柯林頓有所回護，並將英軍戰敗責任歸咎於康沃利斯。外界對該書評價不一，但有康沃利斯的支持者對書中觀點加以反駁，並出書回應，至於塔爾頓與康沃利斯的友誼亦因此決裂，而且從沒有修復過來。
康沃利斯本身甫上任就有意賦予地稅包收人對土地的永久擁有權，但卻為另一官員約翰·索爾爵士（Sir John Shore）反對。索爾爵士表示，政府缺乏充足資料去落實《永久居留法》，並謂政府需要20至30年的時間作準備，否則對各方都會構成損害。不過，康沃利斯認為政府透過過去多年的管治經驗和所收集的數據，已足以推行新法，因此他建議立即實行改革。由於相方最後未能達成共識，再加上第三次英邁戰爭的爆發，使土地改革受到拖延。後來，康沃利斯及索爾惟有將他們的理據交由東印度公司董事局作最後定奪，但同時在1790年向地稅包收人賦予為期10年的土地擁有權，而假如《永久居留法》獲得通過，10年時限的土地擁有權將立即改為永久土地擁有權。在1793年，董事局通過康沃利斯的方案，《永久居留法》隨即在3月23日頒布實施。
由托馬斯·根茲博羅繪於1783年。
美國畫家約翰·杜倫巴爾所繪