Kerjaa awal

Pavoletti telah memulakan kariernya di akademi Gruppo Sportivo CNFO (Cantiere Navale Fratelli Orlando) dan Armando Picchi. Kemudian, beliau pernah beraksi bersama Viareggio, Pavia, Juve Stabia dan Casale dengan mempamerkan prestasi yang baik. Beliau seterusnya berpindah ke Virtus Lanciano sebelum dianugerahkan penjaring terbanyak liga pada musim 2011-12 di sambung membantu pasukannya untuk mara ke divisyen atas setelah beliau menjaringkan 16 gol dalam semua kejohanan dan 15 gol daripadanya dihasilkan dalam saingan liga.

Sassuolo

Pada musim panas tahun 2012, Pavoletti telah berpindah ke Sassuolo. Beliau telah menjaringkan lima gol dalam empat penampilan pertamanya bersama Sassuolo pada aksi Serie B. Namun, pada musim itu, beliau telah digantung selama 40 hari kerana kes doping setelah didapati positif dalam ujian tuaminoheptana selepas aksi menentang Livorno pada 26 Disember 2012. Sassuolo telah membuat permohonan berhubung penggantungan itu berikutan andaian Rinoflumicil yang ditemui di dalam pelega hidung.[2] Pavoletti kembali membantu Sassuolo merangkul kejuaraan Serie B dan mencipta sejarah untuk beraksi di Serie A buat pertama kali selepas beliau beraksi dalam 33 perlawanan dan menjaringkan sebelas gol.

Selepas hanya melakukan dua kemunculan di Serie A pada permulaan musim 2013-14, Pavoletti menyertai kelab Serie B, Varese sebagai pemain pinjaman pada 2 September 2013 pada hari terakhir jendela perpindahan musim.

Varese

Pada 2 September 2013, Pavoletti telah menyertai Varese secara pinjaman bersama pilihan untuk membawa masuknya secara tetap pada akhir musim. Beliau melakukan penampilan sulungnya pada enam hari kemudian dalam aksi Serie B dengan menjaringkan gol terakhir permainan. Pada aksi berikutnya, beliau menjaringkan dua gol buat pasukannya tetapi Pescara berjaya meraih kemenangan 3-2. Beliau menamatkan musim ini dengan melakukan 36 penampilan dan menjaringkan 24 gol. Empat daripada jumlah jaringannya dihasilkan semasa menentang Novara Calcio pada aksi play-off penyingkiran selepas pasukannya menduduki tangga ke-18 liga. Pavoletti menjaringkan dua gol untuk memastikan pasukannya meraih kemenangan 2-0 pada perlawanan pertama diikuti dengan kedudukan 2-2 pada perlawanan timbal balik. Keputusan mengesahkan kemenangan Varese 4-2 secara agregat untuk memastikan Varese terus berada dalam kancah Serie B buat musim depan manakala Novara telah terkandas dan berdepan penyingkiran dari liga. Dengan rekod jaringannya itu, beliau menjadi penjaring kedua terbanyak Serie B di belakang pemain Trapani, Matteo Mancosu yang telah menjaringkan 26 gol.

Pada 17 Jun 2014, Varese melepaskan pilihan mereka lalu menandatangani 50 peratus daripada hak Pavoletti yang dipunyai Sassuolo dalam rundingan pemilikan bersama yang dilaporkan bernilai 800,000 ribu euro.[3] Namun pada hari berikutnya iaitu pada 18 Jun, Sassuolo membawa masuk semula Pavoletti dengan mendapatkan keseluruhan hak yang dimiliki pemain itu yang berjumlah 400,000 euro.[4]

Kembali ke Sassuolo

Prestasi Pavoletti bersama Varese ketika musim 2013–14 dilaporkan telah menarik perhatian kelab Steaua Bucharest, Hoffenheim dan Leeds United.[5] Pavoletti menolak tawaran perpindahan ke Leeds United pada saat-saat akhir jendela perpindahan pada 31 Ogos 2014 dengan mengambil keputusan untuk terus berada di Sassuolo apabila beliau perlu bersaing menjadi barisan serangan kelab bersama penyerang-penyerang lain seperti Simone Zaza, Nicola Sansone dan Domenico Berardi.

Pada 13 Disember 2014, Pavoletti menjaringkan gol sulungnya di Serie A semasa pasukannya tewas 2-1 kepada Palermo.[6]

Selepas tampil dalam lapan perlawanan Serie A dengan kebanyakannya sebagai pemain gantian, Pavoletti sekali lagi dikaitkan dengan perpindahan ke Leeds United pada penghujung Disember 2014. Beliau menghadirkan diri menyaksikan perlawanan antara Leeds menentang Wigan Athletic pada 26 Disember dengan duduk bersebelahan pengarah sukan Leeds, Nicola Salerno, Pavoletti juga melawat tempat latihan Leeds dengan mengharapkan perpindahannya ke kelab itu sebagai pemain pinjaman pada Januari 2015.[7]

Genoa

Pada 29 Januari 2015, selepas beliau menolak perpindahan ke Leeds United, Pavoletti menyertai kelab Serie A, Genoa sebagai pemain pinjaman melalui perpindahan percuma[8][9] bersama pilihan untuk dibawa masuk secara tetap. Dalam rundingan yang sama, Francesco Acerbi juga melengkapkan perpindahan yang bertentangan dari Genoa ke Sassuolo[10] dalam perpindahan yang bernilai 1.8 juta euro. Lorenzo Ariaudo juga berpindah ke Genoa secara pinjaman. Pavoletti menempuh tempoh yang cemerlang di Genoa dengan menjaringkan enam gol dalam sepuluh perlawanan Serie A. Pada 7 Julai 2015, Genoa telah mendapatkan Pavoletti[11] melalui perpindahan yang bernilai 4 juta euro.[9][12]

Napoli

Pada 2 Januari 2017, Pavoletti berpindah ke kelab Serie A, Napoli melalui perpindahan yang bernilai 18 juta euro.[13][14]

Cagliari

Pada 30 Ogos 2017, Pavoletti telah menyertai Cagliari secara pinjaman bersama pilihan untuk dibeli secara tetap pada penghujung musim yang bernilai 10 juta euro sekali gus menjadikan pembelian kelab paling termahal.[15][16] Beliau telah menandatangani kontrak selama lima tahun termasuk 1 juta euro bonus tahunan. Beliau melakukan kemunculan sulungnya untuk Cagliari pada 11 September ketika menewaskan Crotone 1-0 di gelanggang sendiri[17] dan menjaringkan gol pertamanya ketika menentang kelab lamanya, Genoa yang berakhir dengan kekalahan pasukannya 2-3 pada 15 Oktober.[18][19] Beliau menamatkan musim pertamanya di Cagliari dengan menjaringkan sebelas gol dalam 33 penampilannya di Serie A. Sembilan gol daripada jumlah jaringannya itu terhasil melalui jaringan tandukan sekali gus menjadikan beliau menjaringkan gol terbanyak melalui tandukan berbanding mana-mana pemain yang beraksi di liga-liga utama Eropah ketika musim 2017–18.[20]

Pada 25 Ogos 2019, Pavoletti terpaksa diusung keluar daripada permainan sebaik sebelum separuh masa ketika aksi pembukaan liga menentang Brescia. Kemudian, beliau disahkan mengalami kecederaan ACL dan meniskus pada lutut kanannya lalu memaksa beliau berehat sekurang-kurangnya selama tiga bulan.[21][22][23]