Nato a Genova poco dopo la fine della prima guerra mondiale da padre siciliano e madre piemontese, visse tra la sua città natale, Livorno e Tunisi sino all'età di vent'anni. Nel 1939 si iscrive al Politecnico di Milano dove si laurea in ingegneria nel 1943. Durante la Seconda guerra mondiale è arruolato come ufficiale di Marina. In seguito all'armistizio dell'8 settembre 1943 entra in clandestinità prendendo parte alla Resistenza con il Movimento di Unità Proletaria in cui partecipano anche altri architetti milanesi come Franco Albini e Irenio Diotallevi. Successivamente organizza un gruppo partigiano insieme a Giuseppe Pagano.
Alla fine della guerra pubblica a Milano Le Corbusier. Antologia critica degli scritti e comincia a frequentare il movimento anarchico partecipando ai primi convegni italiani a Carrara. La sua sarà sempre un'adesione critica al pensiero libertario vicino le tesi di Kropotkin ed è in questo periodo che comincia la sua collaborazione alla rivista anarchica "Volontà" in cui cerca di lanciare nuove idee sociali per la ricostruzione e l'incessante bisogno di alloggi popolari. Collabora in maniera saltuaria alle riviste di architettura "Domus" e "Casabella" e pubblica una monografia critica su William Morris.
Nel 1948 riprende gli studi all'Istituto Universitario d'Architettura di Venezia dove si laurea nel 1949. Due anni prima prende parte all'VIII Triennale di Milano con tre progetti mai realizzati per il quartiere QT8. Nel 1950 apre un proprio studio a Milano. Nel 1951 organizza per la IX Triennale di Milano una mostra sull'architettura spontanea e tre anni dopo nell'edizione successiva presenta tre cortometraggi scritti con Elio Vittorini in cui in pieno stile dell'epoca, denuncia le derive possibili di una metropoli moderna gestita da burocrati e tecnici in cui l'interesse per l'uomo non è prioritario, e esorta lo spettatore ad agire in prima persona.
Nel 1955 ottiene una cattedra in urbanistica all'I.U.A.V. che manterrà fino al 1983 venendo a contatto e spesso scontrandosi con i maggiori nomi dell'architettura e urbanistica italiana come Giuseppe Samonà, Carlo Scarpa, Bruno Zevi e Paolo Portoghesi. Tra il 1952 ed il 1960 fa parte delle nuova generazione invitata a partecipare al CIAM. Egli prende parte ai prestigiosi congressi grazie alla presentazione fatta da Ernesto Nathan Rogers il quale nello stesso periodo lo inserisce anche nel comitato di redazione di "Casabella-Continuità", ruolo che abbandonerà nel 1956 in seguito ad aspri contrasti con lo stesso Rogers. Nello stesso periodo fa parte del Movimento di Studi per l'Architettura (MSA) che raggruppa vari giovani architetti milanesi in linea con i principi del Movimento Moderno e in aperto contrasto con l'esperienza romana dell'Associazione per l'Architettura Organica (APAO) di Bruno Zevi che si rifà invece alle idee innovative di Frank Lloyd Wright.
Nel 1956 quale membro italiano dei CIAM presenta un suo progetto di un complesso di case popolari a Matera in cui tutti i principi di le Corbusier vengono ignorati a discapito di un'attenzione specifica nei confronti del contesto geografico, sociale e climatico della regione. È chiaramente una forte rottura con la vecchia generazione di architetti e del mito di un modello di architettura internazionale unico (International Style). Nel congresso del 1956 è segnata così la fine dei C.I.A.M. e l'inizio del Team X che raggruppa tutta la nuova generazione invitata a partecipare all'ultimo congresso (il decimo per l'appunto) e che pretende un nuovo tipo di architettura, che si adatti meglio alle condizioni sociali e ambientali locali e in cui l'uomo non sia ridotto ad una figura astratta o un insieme di misure standard.
Nel 1964 è incaricato del primo Piano Regolatore Generale della città di Urbino. Dal 1965 è incaricato di progettare il campus e le strutture della nuova Università di Urbino. Nel progetto il campus si fonde con il paesaggio, inserendosi fisicamente nelle colline. È quello del campus universitario di Urbino un progetto che lo vedrà impegnato molti anni della sua vita, e che gli darà il suo primo vero riconoscimento internazionale. Negli anni seguenti sviluppa il progetto della casa del filosofo Livio Sichirollo e del quartiere "La Pineta".
Nel 1968 durante la rivolta studentesca cerca un dialogo costruttivo con i propri studenti e pubblica una serie di testi e saggi in cui teorizza una gestione dell'architettura più democratica e aperta e mette in discussione l'insegnamento tradizionale: "La piramide rovesciata", "Ordine, Istituzione, Educazione, Disordine", "Il pubblico dell'architettura" e "Un'architettura della partecipazione".
Dal 1970 insieme a Fausto Colombo e Valeria Fossati Bellani e agli operai e le loro famiglie costruisce le case per lavoratori Matteotti a Terni. Si tratta del primo esempio realizzato di architettura partecipata in Italia che si rivela un successo e che poi ripeterà con risultati e procedure diverse nel 1972 per il Piano Regolatore di Rimini e nel 1979 per il recupero dell'isola di Mazzorbo a Venezia.
Dal 1976 fonda l'ILAUD (o I.L.A. & U.D., International Laboratory of Architecture & Urban Design), un laboratorio internazionale di architettura e disegno urbano, basato sui principi del Team X, che per 27 anni si svolge ogni estate in Italia (negli anni si è svolto a Venezia, Siena, Urbino, ecc.) allo scopo di svolgere un'attività di ricerca continua attraverso il confronto teorico e progettuale tra le nuove generazioni delle più prestigiose scuole di architettura europee e americane.
Nel 1978 fonda e dirige la rivista "Spazio & Società" attraverso la quale per più di vent'anni manterrà attiva la rete di relazione creatasi col Team X e garantendo una voce alternativa e indipendente nel panorama architettonico europeo.
A Siena fu incaricato del progetto del nuovo quartiere periferico di San Miniato che, ad esecuzione quasi completata da parte del comune di Siena, egli criticò per la sua attuazione pratica e dal quale si dissociò in seguito.
Più volte invitato nelle università di tutto il mondo per conferenze e incontri, ha ricevuto numerosi premi e riconoscimenti. Nel 2004 il Centre Pompidou di Parigi gli dedica una mostra monografica e a Roma tre giorni prima della sua morte, il 1º giugno 2005, è inaugurata una grande mostra retrospettiva in cui lo stesso De Carlo ha curato l'allestimento e la scelta non cronologica dell'esposizione.
(Wikipedia)