Карло ди Палма е роден на 17 април 1925 г. в Рим в бедно римско семейство. Майка му е продавачка на цветя на
Испанските стъпала
, а баща му ? оператор на редица италиански филмови студия. В интервю малко преди смъртта си Ди Палма разказа за спомените си от детството си как наблюдава баща си в действие: ?
Бях в стаята или на мястото и гледах как работи баща ми. Бях очарован от цялото преживяване. Някои хора, които бяха на мястото, ми бяха приятни, бях много тих и наблюдателен, така че ме оставяха на снимачната площадка, много пъти гледах много различни режисьори
“.
През своята карияра Ди Палма си сътрудничи с режисьорите
Микеланджело Антониони
,
Уди Алън
и други. Премества от Италия в САЩ през 1983 година.
Той печели Сребърна лента за най-добра кинематография четири пъти: през 1965 г. за ?
Червената пустиня
“, през 1967 г. за ?
Армията Бранкалеоне
“, през 1993 г., а през 1997 за ?
Могъщата Афродита
“, както и за изключително постижение в европейско и световното кино награда през 2003 г.
През 80-те години Ди Палма се жени за Адриана Киеза, износителка на италиански филми. Тя се гриже за него при последното му заболяване.