Urodził się w 1977 roku w Mariampolu na Litwie w rodzinie o bogatych tradycjach muzycznych. Ukończył szkołę muzyczną w klasie fortepianu zostając laureatem wielu konkursów. W 1992 roku podjął naukę w Konserwatorium im. J. Gruodisa w Kownie w klasie dyrygentury chóralnej. Od 1996 roku kontynuował naukę w Litewskiej Akademii Muzycznej w klasie prof. Povilasa Gylysa, a od 2002 roku na wydziale dyrygentury operowo-symfonicznej w klasie prof. Juozasa Domarkasa, którego postrzega jako swojego mentora i muzycznego ojca. Po uzyskaniu dyplomu w 2006 roku został wykładowcą w macierzystej akademii, a w 2017 roku objął stanowisko kierownika katedry dyrygentury. Od 2006 roku jest dyrygentem Reprezentacyjnej Orkiestry Wojska Litewskiego. Środowisko muzyczne szybko dostrzegło w osobie Dainiusa Pavilionisa wybitnego dyrygenta i dlatego systematycznie współpracuje on m.in. z Litewską Narodową Orkiestrą Symfoniczną oraz Państwową Orkiestrą Symfoniczną w Wilnie. W latach 2010 – 2015 był dyrektorem artystycznym i dyrygentem w Państwowym Teatrze Muzycznym w Kłajpedzie.
Jest laureatem wielu nagród m.in. na IV Międzynarodowym Przeglądzie Młodych Dyrygentów im. Witolda Lutosławskiego w Białymstoku (2006) oraz na 8. Międzynarodowym Konkursie Dyrygentów im. G. Fitelberga w Katowicach (2007). Dainius Pavilionis dyryguje orkiestrami symfonicznymi nie tylko na Litwie i w Polsce. Zapraszany jest do prowadzenia koncertów w całej Europie. Od 1 września 2020 roku jest zastępcą dyrektora ds. artystycznych Toruńskiej Orkiestry Symfonicznej.