Né à Buenos Aires en 1943, il a démarré sa carrière comme chroniqueur sportif, avant de se mettre à la rédaction dans un magazine féminin. Puis, il devient collaborateurs dans des revues humoristiques et de fil en aiguilles, scénariste de bande dessinée.
C'est dans la revue Satiricon, dont il était le directeur artistique, que furent publiés ses premiers scénarios, mais c'est en 1975, grâce à sa rencontre avec le dessinateur Alberto Breccia qu'il accède à la notoriété.
S'en suivent différentes collaborations avec Horacio Altuna pour Charlie Moon et Merdichesky..., Jordi Bernet pour Bang Bang et pour Fulù. En 1979, il publia Histoire sans paroles avec Mandrafina puis Le Fouineur et Spaghetti Brothers. Il fut récompensé du prix du meilleur scénario à Angoulême en 1998 pour La Grande Arnaque dessiné par son complice Mandrafina. Dans les années 80 il développe son style et travaille à faire naître de nombreuses séries avec la crème des dessinateurs argentins : Peter Kampf et Cosecha Verde toujours avec Eduardo RissoMandrafina, Carnage Plus et Light and Bold avec Jordi Bernet, Fulù, Simon et JC Benedict avec Eduardo Risso ou encore Gangrène avec Juan Gimenez. Tous ont apprécié travailler avec cet homme de cœur.
Carlos Trillo était venu en France en janvier 2009 à l'occasion du festival d'Angoulême car son ouvrage L'Héritage du colonel (une création pour les éditions Delcourt) était nommé dans la sélection officielle. Son dernier album publié en France, La Guerre des magiciens, dessiné par Mandrafina, également une création pour les Éditions Delcourt, a paru le 6 avril dernier.