Caro wurde in Breslau als Sohn des Kommerzienrats Robert Caro (1819-1875) aus einer alten jüdisch-sephardischen Familie geboren. Seine Brüder waren die Großindustriellen Georg von Caro (1849–1913) und Oscar Caro (1852–1931) sowie der Komponist Paul Caro (1859–1914). Nach dem Besuch des Maria-Magdalenen-Gymnasiums in Breslau studierte er von 1870 bis 1873 Rechtswissenschaften in Heidelberg, Straßburg und Breslau. Er war Mitglied des Corps Borussia Breslau (1870) [1] und Stifter des Corps Rhenania Straßburg (1872).Carl Caro erfreute sich unter der Straßburger Studentenschaft einer großen Beliebtheit und hat infolgedessen bei fast allen studentischen Feierlichkeiten der neuen Universität das Präsidium geführt. Bei einem großen allgemeinen Kommers richtete er an den Fürsten Bismarck ein Telegramm der Studenten der neuen deutschen Hochschule und durfte sogleich die erfreute Antwort des Reichskanzlers bekannt geben.
Nach Studienabschluss und Promotion zum Dr. iur. war er vorübergehend am Stadtgericht in Breslau und am Kaiserlichen Landgericht in Straßburg beschäftigt. 1876 schied er aus dem Justizdienst aus und wandte sich – durch das florierende väterliche Eisenhandelsgeschäft finanziell unabhängig – der Dichtkunst zu und verfasste neben lyrischen Werken mehrere Tragödien und Lustspiele. 1877 ließ er sich in Wien nieder. Im Dezember 1878 wurde sein Schwank in drei Aufzügen: "Auf deutscher Hochschule", auch eine Paukerei zeigend, im Breslauer Stadttheater unter zahlreicher Mitwirkung von Corpsstudenten - Aktiven und Alten Herren - erfolgreich aufgeführt als Wohltätigkeitsvorstellung des "Weihnachts-Unterstützungskomitees". Der künstlerische Durchbruch gelang Caro mit dem einaktigen Lustspiel Die Burgruine, dem in einem von der Prager Concordia ausgeschriebenen Wettbewerb ein Erster Preis zuerkannt wurde. Das Wiener Burgtheater übernahm es wenig später in sein Repertoire. Das Trauerspiel Am Herzogshof wurde im Herbst 1883 ebenfalls vom Wiener Burgtheater zur Aufführung angenommen. Im Dezember desselben Jahres zog Caro sich eine Erkrankung zu, in Folge derer er im September 1884 in Wien nach einer schweren Operation erlag.
Caro war in seinem kurzen Leben nicht verheiratet. Er begann jedoch im Jahr 1881 ein Lebensverhältnis mit der 15-jährigen Viola Alice Blume (später war sie als Gesangspädagogin in Südamerika tätig), der ältesten Tochter des deutschen Komponisten, Pianisten und Gesangspädagogen Alfred Blume und der damals berühmten Opernsängerin Bianca Blume, geb. Santer-George. Mit Viola Blume hatte er einen Sohn, den späteren Arzt Dr. Heinrich Caro (†1915), der im Ersten Weltkrieg in der Türkei tödlich verwundet wurde und dort stab. Durch Heinrich (vermählt mit Anita Bunzl (†1952) aus der Prager-Wiener Industriellenfamilie Bunzl), hatte Carl Caro zwei Enkelkinder: Blasius Caro (1904-1924), der sich schon als 20-jähriger Student das Leben nahm, und Mary Caro (1906-1942), in erster Ehe verwitwete Mrs. Crane und in zweiter Ehe vermählte Gräfin von Dyhrn und Schönau.