Carl Malchin gehörte zu den bekanntesten Vertretern der realistischen Landschaftsmalerei in Mecklenburg.

Nach seinem Schulabschluss machte er eine Lehre zum Vermessungstechniker in Schwaan. Nach seiner Lehrzeit arbeitete er noch drei weitere Jahre bei seinem Lehrherren. In dieser Zeit lernte er die Schweriner Maler Otto Dörr (1831-1868) und Eduard Ehrke (1837-1911) kennen. Durch sie wurde er zum Malen inspiriert. 1860-62 besuchte er das Polytechnikum in München. Dort studierte er Vermessungs- und Ingenieurwesen. Die Künstlerateliers besuchte er jedoch lieber und freundete sich so mit dem Maler Heinrich Adolf Lier (1826-1882) an, der ihn den Kontakt zu Julius Noerr (1827-1897) vermittelte. Bei ihm nahm er Unterricht. Sein Studium zum Vermessungsingenieur beendete er mit  einem Examen. 
Aus finanziellen Gründen arbeitete er als Großherzoglich-mecklenburgischer Kammeringenieur im Vermessungsamt in Schwerin. In seiner Freizeit widmete er sich der Malerei.
Mit seinen Werken erregte er im mecklenburgischen Künstlerkreis große Aufmerksamkeit, sodass der Hofmaler Theodor Schloepke (1812-1878) ein Stipendium des Großherzogs Friedrich Franz II. erwirkte. Ab 1873 begann er sein Studium an der Großherzoglich-Sächsischen Kunstschule in Weimar. Dort wurde er von Theodor Hagen (1842-1919) und Albert Brendel (1827-1878) unterrichtet. Beide prägten ihn durch ihren Realismus stark. Dennoch hatte er weiterhin finanzielle Schwierigkeiten, da seine Bilder nur selten und meist unter Wert verkauft wurden. Aus diesem Grund nahm er 1879 eine Stelle als Restaurator der herzoglichen Gemäldesammlung an. 
1882 reiste Malchin das erste Mal nach Ahrenshoop. Als einer der ersten Maler entdeckte er den Ort als künstlerisches „Paradies“ und fertigte zahlreiche Darstellungen von diesem Ort an. Erst zehn Jahre nach seinem ersten Besuch wurde die dortige Künstlerkolonie gegründet. 
1890 wurde ihm der Professorentitel verliehen. 
Nach seiner Pensionierung strebte er eine Ausstellung seiner Werke an. Auf Grund des Krieges konnte diese jedoch nicht stattfinden. Auch nach Ende des Krieges wurde dieses Vorhaben nicht umgesetzt. Erst nach seinem Tod fand eine „Gedächtnisausstellung“ seiner Arbeiten statt.
In seinen Gemälden dokumentierte er verschiedene Naturstimmungen und den Wandel der Jahreszeiten. Landschaften, Städte, Dörfer, Bauwerke der Ostseeküste und Darstellungen von Landarbeitern gehören zu seinem Œuvre. Er gibt ein vielschichtiges und unverfälschtesBild seiner Heimat, das noch heute beeindruckt.