Родился 13 декабря 1720 г. в Венеции. Граф, потомок знатной, но разорившейся семьи; брат поэта и критика Гаспаро Гоцци.
Карло Гоцци начинал карьеру как военный, но с 1744 г. посвятил себя литературе и театру. Он написал несколько стихотворных романов и сатир, 11 новелл в прозе и автобиографические «Бесполезные записки» (1797 г.), рисующие красочную картину жизни театральной Венеции. Но слава Гоцци зиждется на его деятельности драматурга.
Карло Гоцци создал оригинальный жанр театральной сказки — фьябы, используя сюжетные мотивы фольклора и принципы комедии дель арте (где персонажи — типовые «маски», переходящие из одной пьесы в другую): «Любовь к трём апельсинам», «Ворон»,«Король-олень», «Турандот» и др.
Он скончался в Венеции 4 апреля 1806 г.
В Италии драматург был быстро забыт, но его фьябы вызвали большой интерес у Ф. Шиллера, немецких и французских романтиков.
В России в 1922 г. была поставлена «Турандот», и пьеса не сходит со сцены до сих пор. А по мотивам сказки «Любовь к трём апельсинам» композитором С. С. Прокофьевым создана опера.