Carlo Chiaramonte nasce a L'Aquila nel 1965.
Nel 1990 si laurea in Storia e critica del cinema presso l'Università "La Sapienza" di Roma con una tesi dal titolo "Gnoseologia, Etica, Estetica in Michelangelo Antonioni", relatore Guido Aristarco, correlatore Emilio Garroni. Tra la fine degli anni '80 e la metà dei '90 è assistente alla regia di Vittorio De Sisti, Leandro Castellani e Alessandro di Robilant; collabora alla scrittura di numerose sceneggiature e pubblica recensioni e saggi critici sulla rivista "Cinema nuovo".
Nel 2005 esordisce alla regia con il documentario Le donne vestivano gonne fiorite, un ritratto di sette donne rom di età e provenienze geografiche differenti, che vivono nei campi nomadi di Roma. Nel 2007 realizza il suo secondo documentario, Il centro del mondo, ritratto affettuoso della città di Sarajevo, ispirato a un libro dello scrittore e drammaturgo bosniaco Dževad Karahasan.
Nel 2009 scrive e dirige il cortometraggio Tutto da sola, riconosciuto di interesse culturale nazionale dalla Direzione Generale per il Cinema del Ministero per i Beni e le Attività Culturali. Nel 2014 realizza il cortometraggio documentario Eduardo Kobra - Peace sulla permanenza a Roma del famoso street artist brasiliano Kobra per dipingere un muro dedicato a Malala Yousafzai, giovane attivista pakistana per i diritti umani e premio Nobel per la pace.
Nel 2019 gira il suo esordio nel lungometraggio di finzione, L'altra luna (titolo internazionale "A White Winter"). Il film, co-sceneggiato con Carla Scicchitano, Elma Tataragic e Asja Krsmanovic, ha ottenuto il sostegno allo sviluppo del Programma Media dell'Unione Europea (single projects), il fondo per la produzione delle opere prime del MiC - DGCinema e il preacquisto dei diritti Tv da parte di RAI Cinema.