Карлос Д'Онофрио родился и вырос в Буэнос-Айресе, в итальянской семье. Окончив консерваторию в Буэнос-Айресе, Карлос начал работать как солист в оперных театрах. В 2007 году молодой певец выиграл Международный вокальный конкурс и был приглашен выступать в Нью-Йорк, где критики назвали его голос «тенор цвета черного бархата».

В 2009 году Карлос Д'Онофрио дебютировал в ведущей партии на постановке оперы «Русалка» Дворжака в Мариинском театре, став первым постоянным иностранным приглашенным солистом этого театра...