Nasce a Milano l’8 marzo 1941 in via Solferino, nel quartiere di Brera: il Bar Jamaica sotto casa, l’arte e gli artisti come primi compagni di vita per alimentare curiosità e ispirazione.

Inizia a fotografare come cronista per il "Corriere della Sera" e diventa assistente di Ugo Mulas, fonte di conoscenza della camera oscura, luogo dove ogni foto “cresce” grazie alla tecnica di stampa.

Negli anni sessanta realizza reportage in Italia e all’estero per diversi periodici ("Panorama", "Il Mondo", "Settimo Giorno", "Oggi") e lavora per la moda, collaborando con riviste italiane e straniere, senza mai perdere di vista la sua città. Nel 1965 viene pubblicato il primo libro dedicato a Milano, con il testo di Dino Buzzati. Un secondo volume "gemello" verrà realizzato nel 2015, con i testi di Aldo Nove.

Si dedica alla pubblicità, con immagini stranianti e modelli e modelle ritratti con una naturalezza inconsueta. Tra le sue campagne più rilevanti si ricordano: Omsa, La Perla, Swatch, Philip Morris, Alias, Baleri, Nemo, Cassina.

Al 1984 risale la sua prima mostra personale, con allestimento di Mario Botta.

I reportage in giro per il mondo e le collaborazioni con gli amici artisti portano a diverse pubblicazioni: Extasi, sulla caduta del muro di Berlino è del 1999; Faihful. People around the world del 2004; Jannis Kounellis - Atto Unico del 2006; La luce della terra del 2007. 

Nel 1997 fonda con Silvana Beretta e gli amici di sempre - Gianfranco Pardi, Emilio Tadini, Giorgio Terruzzi, Guido Vergani - la rivista "Città Milano" per raccontare Milano attraverso gli scatti dei grandi fotografi.

Dal 2004 collabora con Interplast, associazione di medici attivi in diverse parti del mondo. Due libri documentano le missioni in Tibet, Cina, Uganda, Bangladesh e Bolivia.

Nel 2019 riprende a realizzare la rivista "Città Milano". 

Carlo Orsi muore a Bergamo il 31 maggio 2021.