Ingénieur de l’Ecole Centrale de Paris, Georges Cailletaud rejoint en 1977 le département Structures de l'ONERA où il devient ingénieur de recherche en 1979. Il obtient en 1984 une position de chercheur au Centre des Matériaux de l'Ecole des Mines de Paris, puis de professeur en 1993, après une thèse d'état à l'université de Paris VI en 1987 sur la modélisation micromécanique de comportement inélastique des alliages.
Il dirige l'équipe CNRS du Centre des Matériaux entre 2006 et 2012, et est titulaire de la chaire SAFRAN-MINES ParisTech "Matériaux haute température" de 2015 à 2019. Ses principales contributions portent sur la modélisation des matériaux à l'échelle macro, méso et micro, les modèles étant consacrés à la plasticité cyclique, aux chargements non isothermes, aux changements de phase.