Nacido en el seno de una familia de buena posición social y económica, era hijo de Diego María de Nava y de Ángela Caveda, de cuyo matrimonio fueron también hijos Esteban Luis, Eugenia, Pedro Nolasco, Eugenio, Juana Presbítera, Paulino e Isabel. Tras iniciar sus estudios en el popularmente conocido Instituto Jovellanos, llamado oficialmente Real Instituto de Náutica y Mineralogía, creado por Jovellanos y considerado por Jesús Evaristo Casariego como el mejor centro de instrucción técnica que hubo en España en su tiempo, pasó más tarde a la Escuela de Ingenieros militares, y a la de Navales, después, tras la creación de este cuerpo en mayo de 1848.

La carrera de Hilario Nava y Caveda fue un tanto vertiginosa, dada su entrega a la formación y su inteligencia. Ascendido a alférez de Fragata (orden del 5.XII.1848), fue destinado al arsenal de La Carraca (Cádiz), donde permaneció hasta noviembre de 1849, de donde pasó a la Escuela de Construcciones Navales de la Marina francesa, en la localidad de Lorient, para completar su formación teórica. En septiembre de 1852 terminó sus estudios. Siendo ya alférez de Navío, se trasladó, ese mismo año, al arsenal británico de Brest, para completar sus conocimientos prácticos, donde permaneció por espacio de un año. De regreso en España, en noviembre de 1852, fue destinado a El Ferrol. Allí permaneció por espacio de ocho años, simultaneando varios trabajos y responsabilidades, en un momento en el que la navegación incorporaba nuevos componentes y conceptos, como el empleo de la hélice como elemento propulsor. La aptitud e inteligencia del joven ingeniero despertó el interés de sus jefes, y Nava y Caveda vio cómo se incrementaban sus ocupaciones, formando parte de una comisión mixta para valorar las obras del ferrocarril de Burgos a Irún, a su paso por la bahía de Pasajes, o de otra para valorar las obras de mejora de este último puerto. También participó en esa fecha en la inspección de trabajos que, por cuenta del Estado, se llevaban a término en Inglaterra, entre otras comisiones y encargos. [...]