Après avoir étudié la communication à l'Iberian American University et la production au Cinematographic Licensing Center, Carlos Carrera débute sa carrière de réalisateur en signant des court-métrages d'animation. En 1991, son premier long métrage, La Femme de Benjamin, remporte trois Ariels (équivalents mexicains des Oscars) dont celui de la meilleure première oeuvre et de nombreux prix de festivals internationaux.

Trois ans plus tard, le drame Sans expediteur remporte le Golden Globe du meilleur film étranger. Abonné aux récompenses, Carlos Carrera cumule 13 nominations aux Ariel, une nomination au Golden Globe et une autre à l'Oscar du meilleur film étranger pour Le Crime du père Amaro (2001), qui sort en avril 2003 en France.