Nato nel 1948 a New Orleans, studia alla Polytechnic High School di Long Beach, cominciando da subito ad appassionarsi allo sport e in particolare al football che lo porterà a vincere una borsa di studio per la San Diego State University, entrando nella loro squadra. Dopo una breve carriera, al 1970 al 1971, come giocatore professionista negli Oakland Raiders, si trasferisce dal 1971 al 1973 fra le linee della British Columbia Lions. Nel 1974, però, decide di ritirarsi completamente dallo sport, con la speranza di diventare un attore. È ormai sposato - è dal 1973 che è unito in matrimonio con Mary Ann Castle, dalla quale poi divorzierà - ed è padre di due figli, la carriera di attore per cui è un salto nel vuoto non indifferente. A lui non importa però, è sicuro che con tenacia riuscirà a emergere - esattamente come è emerso nello sport -. I primi ruoli sono principalmente televisivi e, in particolar modo, legati al mondo dei telefilm: Good Times (1975) di Herbert Kenwith, Kung Fu (1975) con David Carradine e Leslie Nielsen, S.W.A.T. (1975), L'uomo da sei milioni di dollari (1975), Cannon (1975), Switch (1975) con Cheryl Ladd e Robert Wagner e Bronk (1975) con Jack Palance.
Primi passi nel cinema all black e action
Il primo ruolo cinematografico è invece quello legato a un film del 1975 di Arthur Marks, inedito in Italia: Bucktown con Fred Williamson e Pam Grier. È infatti nelle pellicole all black e d'azione che Carl Weathers riesce a compiere i suoi primi passi, ne sono una testimonianza Assassinio all'aeroporto (1975) e Chicago Anni '30 via col piombo! (1976).
La saga di Rocky
Ma forse il ruolo per il quale lo si ricorda maggiormente è quello del pugile di colore Apollo Creed nel film-mito Rocky (1976) di John G. Avildsen. Carl Weathers emerge sul ring assieme a Sylvester Stallone, Burt Young, Burgess Meredith e Talia Shire, andando a occupare un importante tassello nella saga del pugile più noto del grande schermo, tanto è vero che sarà presenta anche ne Rocky II (1979), III (1982) e IV (1985).
Matrimoni e altri film
Nel frattempo, la sua carriera si infoltisce di partecipazioni nel piccolo schermo: da Uno sceriffo a New York (1976) a Serpico (1976), da Barnaby Jones (1976) a Starsky and Hutch (1976), passando per Le strade di San Francisco(1977) e il film tv I misteri delle Bermuda (1978). Nel 1977, Steven Spielberg lo sceglie per il ruolo di un poliziotto in assetto da guerra in Incontri ravvicinati del terzo tipo accanto a François Truffaut, poi recita con Kris Kristofferson e Burt Reynolds in Semi-Tough (1977), senza contare la pellicola con Harrison Ford Forza 10 da Navarone (1978). Dopo il disastro matrimoniale precedente non si dà per vinto, e sposa nel 1984 Rhona Unsell, dalla quale divorzierà per unirsi in matrimonio con la produttrice e regista di documentari Jennifer Peterson, sua attuale e nuova moglie (l'ha sposata solo nel 2007).
Il successo di Predator
Dopo Stallone, è chiamato al fianco di un altro mister muscolo del cinema: Arnold Schwarzenegger con il quale recita ne Predator (1987) di John McTiernan. Il resto continuerà a essere principalmente piccolo schermo: Vietnam addio (1989-1990), il film tv Passione mortale (1990), la serie Street Justice (1991-1993), L'ispettore Tibbs (1993-1994) e un episodio di The Shield (2003). Il cinema occupa ancora una piccola parte nella sua longeva carriera: Uragano Smith (1992), Un tipo imprevedibile (1996) e Little Nicky - Un diavolo a Manhattan (2000) con Harvey Keitel.
Tra le interpretazioni più recenti troviamo Il peggior allenatore del mondo (2007) e la serie The Mandalorian.