Carlos Coimbra nasceu em Campinas, SP, Brasil em 1925; ele começou sua carreira no cinema como figurante. Posteriormente, trabalhou como produtor, roteirista e diretor entre os anos 1950 e 1970, ficando conhecido por seus filmes sobre o cangaço (bandos de bandidos do Nordeste brasileiro que atuaram entre 1880-1940 - alguns deles tornaram-se lendários em cultura popular, como eram temidos ou mesmo reverenciados por muitos nos estados do Nordeste).
Seu filme mais conhecido foi Independência ou Morte (1972) sobre Pedro I (interpretado por Tarcísio Meira) que se tornou o primeiro imperador do Brasil ao declarar a independência de Portugal em 1822 e seu escandaloso caso com a marquesa de Santos (interpretada por Glória Menezes). Apesar dos comentários sociais / políticos no enredo, o filme não foi censurado pelo estrito governo militar da época.
Em 1997, Carlos Coimbra regressa aos sets de filmagem com o remake de "O Cangaceiro". Porém, por problemas de saúde teve que abandonar o projeto, que acabou sendo dirigido por Anibal Massaini Neto.
Carlos foi levado ao hospital da Santa Casa de Misericórdia, em São Paulo, no dia 13 de fevereiro de 2007, após passar mal. Ele foi diagnosticado com uma trombose aguda nas partes inferiores do corpo, e uma cirurgia de emergência se seguiu. Ele morreu de um aneurisma na secção abdominal da artéria aorta após 7 horas na mesa cirúrgica.
Sua ex-mulher e filha moram nos EUA e ele também deixou um filho, Cláudio, que mora no Rio de Janeiro.