Né au Venezuela, en 1956, rapidement, il entame des études à l'École d'Arts plastiques de Maracay, dans la région d'Aragua.
En 1981, il s’installe à Caracas et s'y inscrit à l'atelier de dessin de l'École d'Arts plastiques. Conjointement, il y suit les cours du Centre d'Enseignement graphique, le CEGRA.
En 1984, Carlos Castillo Ibarra décide de traverser l'Atlantique et de s'établir à Paris. Là, il rencontre le peintre Vladimir Veličković et, à partir de 1986, reçoit l'enseignement que celui-ci dispense à l'École nationale supérieure des Beaux-Arts de Paris, l'ENSBA.
En 1999, il complète sa formation à l'Atelier d'Art de la fresque du Musée du Louvre.
Parallèlement à ses recherches personnelles et à son œuvre picturale, Carlos Castillo Ibarra enseigne : il anime d'abord son propre atelier de dessin et de peinture, donne cours en différentes institutions culturelles et sociales. Récemment, il se spécialise dans l'enseignement des arts et techniques de l'aquarelle.
Depuis 1980, Carlos Castillo Ibarra a participé à de nombreuses expositions : En France, comme à l'Église de la Madeleine, au Cloître des Billettes ou à l'Ambassade du Venezuela à Paris ; en province comme aux Ursulines d'Autun ou à la Galerie de Limoges. À l'étranger, comme à la Galerie Minotauro de Caracas, chez Rakursi à Sofia, M3 Art contemporain à Budapest, au Bolivar Hall de Londres ou à la Cayman Gallery de New York.