Aos 18 anos participou de uma revolta conhecida como conspiração dos Búzios, que falhou fazendo-o fugir para Portugal onde – com muito esforço – conseguiria entrar na universidade de Coimbra formando-se médico.

Posteriormente participaria da guerra peninsular como cirurgião do exército francês. Também adquiriu grande fama como médico particular em Paris e como produtor de obras de grande valor científico e cultural. Além disso, também traduziu para o português obras de grandes autores franceses, ingleses e alemães.

Sua fama chegaria aos ouvidos do imperador francês Napoleão, que contratou seus serviços. Após a derrota final de Bonaparte na batalha de Waterloo em 1815, Caetano Moura caiu no esquecimento voltando ao Brasil em 1846, quando já tinha 67 anos de idade.

Passaria necessidades chegando a mendigar pelas ruas do Rio de Janeiro. Quando o imperador Dom Pedro II ficou sabendo da sua história tratou logo de trazer o velho Caetano de volta a uma posição de prestígio, que viveu com uma pensão paga pelo estado brasileiro até sua morte aos 81 anos.