À l’âge de 15 ans, il travaille en tant que décorateur mural à Milan où il fréquente musées et galeries et découvre la peinture de Giovanni Segantini.

Entre 1899 et 1900, Carlo Carrà est à Paris pour décorer des pavillons de l’exposition universelle. Il se familiarise avec l’art contemporain français, notamment, l’impressionnisme.

Il passe six mois à Londres et entre en contact avec des anarchistes italiens exilés.

De retour à Milan, il intègre l’Académie des beaux-arts de Brera où il suit les cours de Cesare Tallone (1906).

En 1910, avec Umberto BoccioniLuigi Russolo et Marinetti, il signe le Manifeste de la peinture Futuriste.

En 1915, Carrà et Giorgio De Chirico fondent le mouvement Pittura metafisica, reprenant le terme « métaphysique » écrit parGuillaume Apollinaire dans un compte rendu à l’occasion d’une exposition de tableaux de De Chirico au Salon d’automne de 1913 à Paris.

Comme beaucoup d’autres futuristes, Marinetti, le premier, mais aussi le peintre Giorgio Morandi, il est séduit par le fascismede Mussolini. Il adopte des opinions réactionnaires jusqu’à devenir ultra-nationaliste et irrédentiste.

Outre ses peintures, on compte parmi ses réalisations de nombreux livres d’art. Il a également enseigné à Milan.