1910 begann Carl Barth mit 14 Jahren eine Buchbinderlehre bei seinem Vater Max Barth.
Nach Abschluss der Lehre wurde er zum Militärdienst 1915 eingezogen. Nach einem Fronteinsatz in Frankreich und schweren Verletzungen bis hin zum Verlust seines linken Unterarmes hielt er sich von 1917-21 in den Lazaretten in Perleburg und Düsseldorf auf. Dort begann er eine Ausbildung als Gebrauchsgrafiker in den sogenannten Verwundetenschulen.
Nach seiner Entlassung wechselte er 1921 an die Kunstgewerbeschule in Düsseldorf und studierte dort unter Willi Geiger (1878-1971), Olaf Gulbransson (1873-1958), Adolf Schinnerer (1876-1949) und Fritz Helmuth Ehmcke (1878-1965).
Nach einer Studienreise 1924 nach Italien wechselte bei seiner Rückkehr 1925 für sein Studium an die Kunstakademie in Düsseldorf. Ab 1927 als Meisterschüler von Heinrich Nauen (1880-1940).
Während seines Studiums nahm er 1926 an der Ausstellung der Künstlergruppe „Der neue Westen“ und 1928 an der Ausstellung der Künstlergruppe „Das junge Rheinland“ teil.
Ab 1930 war Carl Barth als freischaffender Künstler in Düsseldorf tätig und stand dem Kreis um Johanna Ey, genannt „Mutter Ey“, (1864-1947) und der Rheinischen Sezession nahe.
1936 unternahm er eine Reise in die USA, die ihn in seinem Malstil prägen sollte.
Während der Zeit des Dritten Reiches und des Zweiten Weltkrieges wurden viele seiner Werke beschlagnahmt und teilweise auch zerstört.
Dennoch arbeitete er nach Kriegsende weiter und stellte mehrfach in Einzel- und Gruppenausstellungen aus.
Auch unternahm er mehrfach Reisen zur Nord- und Ostsee, nach Frankreich, Belgien, Mittelamerika, Spanien und Italien.

Carl Barths frühe Arbeiten lassen sich dem Stil des rheinischen Nach-Expressionismus zuordnen. Spätere Werke hingegen sind mehr und mehr im Stil der Neuen Sachlichkeit gehalten und zeigen Anklänge des Magischen Realismus.
Ab 1950 findet ein langsamer Übergang zur Abstraktion bis zur Überschreitung der Grenze zur Ungegenständlichkeit statt.