L'attaccante del Cagliari Leonardo Pavoletti è sceso in campo nella maggior parte delle partite del club in Serie A nel 2023/2024, avendo collezionato 19 presenze, per un totale di 617 minuti. É stato scelto nell'11 iniziale in 5 presenze su 38 giornate ed è stato utilizzato frequentemente come subentrato, in 14 occasioni.
Pavoletti ha giocato la sua ultima partita il 25 febbraio, con il Cagliari: un pareggio per 1-1 contro il Napoli, in cui ha giocato 15 minuti. In totale l'attaccante ha segnato 4 gol nel 2023/2024 - secondo a pari merito tra i giocatori della sua squadra; ha inoltre fornito 1 assist. Ha ricevuto 4 cartellini gialli.
É stato contro il Napoli il 16 dicembre che Pavoletti ha segnato il suo ultimo gol, nella sconfitta per 2-1. Ha aperto le sue marcature in questo campionato contro il Frosinone il 29 ottobre, avendo realizzato due reti nella vittoria per 4-3.
Nella passata stagione di Serie B Pavoletti ha giocato 26 partite con il Cagliari, gare in cui ha realizzato 7 gol.
An agosto 2017 il Cagliari ha acquisito in prestito Pavoletti, al tempo giocatore del Napoli, squadra per cui ha collezionato in totale sei presenze in campionato. Ha siglato il suo trasferimento definitivo come giocatore del Cagliari a luglio 2018.
Il 25 agosto 2013 Pavoletti ha esordito in Serie A con il Sassuolo, a 24 anni e 272 giorni, contro il Torino. La prima presenza con la sua attuale squadra, il Cagliari, in Serie A è stata nella gara contro il Crotone il 10 settembre 2017.
Finora in Serie A, ha giocato 213 partite con 64 reti realizzate e 12 assist per i compagni.