Nació el 11 de noviembre de 1928 en Panamá ya que su padre fungía como diplomático de nuestro país, tiempo después la familia se trasladó a Washington. 

Fue hasta la edad de 16 años que Carlos Fuente regresó a México donde realizó sus estudios de preparatoria y se tituló más tarde de la carrera de derecho por la UNAM. Asimismo, realizó estudios de Derecho Internacional en la Universidad de Ginebra. 

A la edad de 31 años publicó sus primeros cuentos titulados "Los días enmascarados". Durante los años sesenta vivió en París, Venecia, Londres y México y en 1962 publicó una de sus obras más reconocidas: "Aura". 

En 1972 fue aceptado como miembro del Colegio Nacional, su presentación la realizó Octavio Paz y su discurso de ingreso se tituló "Palabras iniciales". Ese mismo año fue embajador de México en Francia hasta que en 1978 renunció al cargo como protesta por el nombramiento de Gustavo Díaz Ordaz como embajador de México en España, Carlos Fuentes siempre lo consideró como el asesino del movimiento estudiantil del 68 en Tlatelolco. 

En varios periodos de su vida fue profesor de literatura en diversas universidades mexicanas y extranjeras. En 1984 recibió el Premio Nacional de Ciencias y en 1987 se le otorgó el Premio Cervantes. Otros premios que recibió fueron; el Premio Rómulo Gallegos en 1977; el Príncipe de Asturias de las Letras en 1994; la Condecoración de Gran Oficial de la Orden de la Legión de Honor de Francia en 2003 y en 2009 la Gran Cruz de la Orden de Isabel la Católica. 

Además, fue nombrado miembro honorario de la Academia Mexicana de la Lengua y Doctor honoris causa por varias universidades entre ellas Harvard, Cambridge y Nacional de México.

En 1994 presenta su novela Diana o la cazadora solitaria, obra de carácter autobiográfico en la que reflejaba el México de la década de los sesenta. En 1995 se publicó en España su obra Nuevo tiempo mexicano en la que aborda la revuelta de Chiapas como un llamamiento a las conciencias. En 1997 publicó su libro de cuentos La frontera de cristal. A finales de 1998 publicó Los años con Laura Díaz y en el 2000 publicó una recopilación de fragmentos de toda su narrativa en Los cinco soles de México, memoria de un milenio.

Sus biógrafos aseguran que su éxito se dio con dos novelas: La región más transparente (1958) y La muerte de Artemio Cruz (1962). Asimismo, que en sus obras realiza un examen del México reciente y de las consecuencias sociales y morales de la traicionada Revolución Mexicana. También es una crítica seria y severa a la burguesía. 

Fallece en la Ciudad de México a la edad de 83 años.