Fue el hijo mayor del fundador de la empresa de aceites Carbonell de Córdoba Antonio Carbonell Llacer y Cándida Morand. Contrajo nupcias con Asunción Ruiz del Portal y Martínez de la Vega y tuvo nueve hijos.^[1]​

Antonio Carbonell se traslada a Córdoba y allí funda en 1866 la empresa de aceites Carbonell.^[2]​ Carlos Carbonell fue el verdadero impulsor de la empresa, llegando a situarla en la primera década del siglo XX como una de las empresas de transformación de productos agrícolas más importantes del país, estando a la cabeza de las exportadoras de aceite.^[3]​

Estudió en el colegio de Carrión de los Condes y posteriormente cursó el bachillerato en el Instituto Málaga, volviendo a la ciudad de Córdoba a la edad de 14 años. Comienza a estudiar Derecho en la Universidad Libre de Córdoba, aunque no legó a terminar la carrera y pronto se integra en el negocio familiar.^[1]​ Pronto se sintió inclinado al comercio, enviándolo su padre a la Escuela de Comercio de Marsella. Desde 1874 estuvo vinculado a la casa Carbonell y tras la muerte de su padre en 1878 fue gerente de la misma, hasta su fallecimiento.^[4]​

Creador del lema de la casa Carbonell «La unión, la providencia y el trabajo»,^[5]​ fue el principal aglutinador de toda la familia en torno a la empresa en la que llegaron a coincidir como socios tres generaciones. Destaca su capacidad como hombre emprendedor y organizador, impulsor de numerosas obras en pro de Córdoba y Andalucía, así fundó la Cámara de Comercio de Córdoba^[6]​ y actuó en los litigios planteados entre las provincias de Córdoba y Sevilla por los riegos del Guadalquivir. Fue el principal impulsor en la construcción del pantano del Guadalmellato y del ferrocarril de Puertollano,^[7]​ organizó diversas exposiciones provinciales y regionales en las que se dieron a conocer los productos de nuestra región, además de la Empresa de Electricidad de Casillas, la Fábrica de Harinas de Santa Cándida. Fue elegido diputado tres veces y nombrado una cuarta por orden real.^[8]​

Falleció el 11 de febrero de 1917.^[9]​ En su memoria tiene dedicada una calle en Córdoba.

Su tío Joaquín Carbonell Llàcer, (Alcoy, 1829-Córdoba, 1894) fue intendente General de Hacienda en las Islas Filipinas, secretario general de Cuba y presidente del Tribunal Supremo de Cuentas de Cuba. Su hermano, José Carbonell Morand, (Alcoy, 1861-Madrid, 1922) fue un ingeniero autor del proyecto de ferrocarril directo de Madrid a Valencia, el de Villajoyosa en Dénia y el de Alicante en Villajoyosa.

• Elosúa de Juan, Marcelino (2011). «Carlos Carbonell y Morand». José Antonio Parejo Barranco (coord.). Cien empresarios andaluces (Madrid: LID Editorial Empresarial): 376-382. ISBN 9788488717481. 
• Castejón Montijano, Rafael (1977). La Casa Carbonell de Córdoba (1866-1918). Génesis y desarrollo de una sociedad mercantil e industrial en Andalucía. Córdoba: Imp. S.Pablo. 
• Castejón Montijano, Rafael; García Montoro, Cristóbal; Jiménez Quintero, José Antonio; Titos Martínez, Manuel (1980). «Empresa y empresarios andaluces en el siglo XIX: una primera aproximación». Cuadernos de Ciencias Económicas y Empresariales (6): 225-256. ISSN 0211-4356. Archivado desde el original el 12 de enero de 2018. Consultado el 12 de enero de 2018.