Hijo de un arquitecto y una ama de casa, Carlos empezó a ser espectador de teatro gracias a su madre, muy aficionada, cuya mayor satisfacción era llevar a sus hijos a ver las funciones del Teatro María Guerrero en Madrid.

Desde que en 1976 subió profesionalmente a un escenario teatral, a lo largo de toda su carrera numerosos premios han proclamado la maestría de su trabajo de intérprete en los más diversos géneros dramáticos. Cabe destacar tres obras en su carrera: Arte, de Yasmina Reza, El método Grönholm, de Jordi Galcerán y Todos eran mis hijos, de Arthur Miller.

Actor de talento versátil, también ha intervenido con frecuencia en las más variadas series de televisión y cine, inolvidable su presencia en Mi hermano del alma, de Mariano Barroso y Ninette, de José Luis Garci, con quién ha trabajado en la mayoría de sus películas, como You're the One (una historia de entonces), Historia de un beso -siendo nominado al Premio Goya-, Tiovivo c. 1950, Sangre de mayo y Holmes & Watson. Madrid Days.

Está casado con la también actriz Mapi Sagaseta, con la que tiene una hija llamada Elisa. Interpreta, desde 2001, la voz de adulto de Carlos Alcántara Fernández en la serie de televisión emitida por TVE1, Cuéntame cómo pasó. En 2015, actuó como Leopoldo Ferreiro Lobo en las dos primeras temporadas de la serie española Vis a vis.

En septiembre de 2019 comenzó a rodar en la Basílica de Ntra. Sra. de Atocha, en Madrid, una serie televisiva basada en la obra de Julia Navarro, "Dime quien soy".