Studiò Ingegneria a Milano. Richiamato alle armi sul fronte greco, dopo l’8 settembre si unì alle bande partigiane a Milano insieme con Giuseppe Pagano. Dopo la guerra viene chiamato a insegnare presso lo IUAV di Venezia ed entra a far parte del gruppo degli amici di Bocca di Magra, la località dove alcuni fra i più importanti intellettuali italiani trascorrevano le vacanze – fra questi i suoi amici Elio Vittorini e Vittorio Sereni. Unico membro italiano del Team X, dagli anni ’60 insegna regolarmente anche negli USA.
Ha realizzato progetti in varie nazioni, ha insegnato in Italia e negli Stati Uniti e diretto una storica collana di architettura per Il Saggiatore nonché la rivista «Spazio e società». Tra le sue opere più importanti, il piano regolatore e gli alloggi studenteschi di Urbino (dove viene chiamato da Carlo Bo), l’area residenziale dell’isola di Mazzorbo (Venezia), il quartiere popolare Matteotti a Terni, Istituti biologici a Siena, Genetica, Ingegneria e Scienze a Pavia.
Fra i suoi libri ricordiamo Questioni di architettura e urbanistica (Maggioli, 2008) e il libro di Franco Bunçuga, Conversazioni con Giancarlo De Carlo. Architettura e libertà (Elèuthera, 2000). Per Quodlibet sono usciti: Viaggi in Grecia (a cura di Anna De Carlo, 2010), L’architettura della partecipazione (a cura di Sara Marini, 2015) e La piramide rovesciata (a cura di Filippo De Pieri, 2018).