Carlos comenzó su andadura en el mundo de la animación como diseñador de personajes en Amblimation-Universal Pictures, en Londres, y trabajó en Were Back: A Dinosaur’s Story y Balto. También participó en Cats, Just So Stories y Crazy Dog, películas que nunca llegaron a realizarse.

Tras fundar su estudio con su hermano Jordi en 1993, diseñó personajes para las películas de DreamWorks El príncipe de Egipto, Antz, El camino a El Dorado, Spirit, Simbad, Shark Tale, Madagascar, Flushed Away, Kung-Fu Panda, Bee Movie y Cómo entrenar a tu dragón.

Y para otros estudios: Arthur Christmas, Hotel Transilvania, The Pirates! Band of Misfits, Pourquoi j’ai pas mangé mon Père, Ron’s Gone Wrong y Pinocho de Guillermo del Toro. Actualmente, su estudio trabaja en dos nuevas películas, una de stop-motion y otra de CGI.

Es creador original junto a Tim Burton de los personajes de La novia cadáver, su estudio estuvo muy involucrado en el proyecto durante tres años, prestando servicios que incluyeron la supervisión de los títeres, el diseño del logotipo, los títulos y los créditos, ideas para el diseño de vestuario y atrezo, y la supervisión final del merchandising.

También contribuyó al diseño de personajes para varios cortometrajes como The Periwig Maker, Alma, Mathilda, The ClockWork Clone, La Nória y Nina.

En 2002 ganó el premio Annie al mejor diseño de personajes en la película de animación Spirit; también fue nominado en 2004 por Shark Tale, en 2006 por La novia cadáver de Tim Burton y en 2012 por el diseño de personajes de la película Hotel Transilvania.

Su arte también ha influido en el diseño de productos de consumo, marcas y mascotas, por nombrar algunos: Gambrinus para Cruzcampo o CAT para el FC Barcelona. 

Su obra ha sido expuesta en el Museo de Arte Moderno (MOMA), el Museo de Arte del Condado de Los Ángeles (LACMA), el Museo de la Universidad Americana (Katzen Arts Center), el Centro Australiano de la Imagen en Movimiento (ACMI), el Bell Lightbox de Toronto,  La Cinémathèque Française de París, el Museo de Arte de Seúl, la Exposición Universal de Shanghái 2010 y el Museo de Arte Moderno de Palma (Es Baluard). Y recientemente, con motivo de la celebración del 40.º aniversario de Grangel Studio, con una exposición en la Casa Seat, en Barcelona, con más de 450 piezas originales. También es miembro de la Academia de Artes y Ciencias Cinematográficas y de la Academia del Cine Catalán.