Carrà syntyi Quargnentossa Alessandrian kaupungin lähellä Italian Piemonteinn alueella. Ollessaan vasta 12 vuoden iässä hän lähti kotoaan ja ryhtyi seinien koristemaalariksi. Vuosina 1899–1900 Carrà päätyi Pariisi sisustamaan vuoden 1900 Pariisin maailmannäyttelyn paviljonkeja. Siellä hän tutustui ajan ranskalaiseen nykytaiteeseen. Palattuaan Italiaan hän päätti ryhtyä opiskelemaan maalaustaidetta Milanonn taideakatemiassa. Pian hän löysi muita samoin ajattelevia nuoria taiteilijoita, ja vuonna 1910 hän allekirjoitti yhdessä Umberto Boccioni, Luigi Russolon ja Filippo Tommaso Marinettin kanssa Futurististen Maalarien Manifestin. Tästä alkoi hänen taiteilijanuransa vaikuttavin vaihe, jolloin syntyivät myös hänen tunnetuimmat teoksensa.
Carràn varsinainen futuristinen vaihe päättyi suunnilleen ensimmäisen maailmansodannn alkaessa. Tällöin hän alkoi käsitellä uusissa teoksissaan yhä intensiivisemmin muotoa ja pysähtynyttä tilaa eikä enää liikettä tai tunteiden virtauksia. Carra löysi uudelle tyylillen yhtymäkohtia Giorgio de Chirico kanssa, ja he alkoivat kutsua yhteisesti luomaansa tyylisuuntaa metafyysiseksi, Pittura metafisica. Suurin osa Carràn teoksista edustikin metafyysistä tyylisuuntaa 1930-luvun lopulle saakka.
Carrà oli paitsi taidemaalari myös kirjailija, joka julkaisi monia kuvataidetta käsitteleviä teoksia.