Estudió bellas artes en la Universidad de Cuyo, Mendoza, y tuvo por maestros a Lorenzo Domínguez, Ramón Gómez Cornet y Lino Enea Spilimbergo. A los dieciséis años se afilió al Partido Comunista y a los veinticuatro realizó su primera exposición en Buenos Aires. En 1954 viajó a Europa, donde profundizó sus estudios en dibujo y pintura, y en 1957 ganó el concurso convocado por la editorial Emecé para ilustrar la segunda parte del Quijote, que iniciara Salvador Dalí. En ocasiones posteriores abordaría obras de Augusto Roa Bastos, Pablo Neruda, Dante Alighieri y Guy de Maupassant. La fuerza expresiva y el compromiso social que distinguen sus trabajos le valieron desde los años sesenta un vasto reconocimiento y exposiciones en Londres, Madrid, México, Nueva York, París, Roma y Tokio. Entre 1976 y 1981 vivió exiliado en Roma y Madrid. Desde su regreso a la Argentina, Carlos Alonso ha proseguido su brillante labor como dibujante, pintor y escultor, escribiendo una de las páginas más admirables de la historia del arte latinoamericano.