Carl Wilhelm Hübner, einer der Hauptvertreter der Düsseldorfer Sozialgenremalerei des 19. Jahrhunderts, erhielt seinen ersten künstlerischen Unterricht durch den Maler Johann Eduard Wolff (1786-1868) in Königsberg. Durch dessen Förderung begann er 1837 sein Studium an der Düsseldorfer Kunstakademie unter Carl Ferdinand Sohn (1805-1867) und Wilhelm von Schadow (1789-1862). Im Anschluss an seinen Abschluss 1841 eröffnete er in Pempelfort sein eigenes Atelier.
Während seiner Studienzeit befreundete er sich mit Johann Peter Hasenclever (1810-1853) und Carl Friedrich Lessing (1808-1880).
Seinen ersten künstlerischen Durchbruch erhielt er 1844 mit seinem Werk „Die schlesischen Weber“ auf der Wohltätigkeitsausstellung zugunsten der Notleidenden Weber. Bis heute wird dieses Werk zur Illustration des Pauperismus während des Vormärzes herangezogen. Auch wenn es nur in geringen Teilen eine realitätsnahe Darstellung zeigt und vielmehr auf romantischer Vorstellung und literarischen Vorlagen beruht. Dies bildete auch die häufigste Grundlage seiner Werke.
Neben sozialkritischen Themen widmete er sich vor allem bäuerlich-biedermeierlichen Genreszenen, die er in einer spätromantischen akademischen Tradition hielt.
Neben seiner malerischen Tätigkeit engagierte er sich auch in Kunstvereinen. 1844 gehörte er zu den Gründungsmitgliedern des Vereins Düsseldorfer Künstler zur Gegenseiten Unterstützung und Hülfe. Vier Jahre später gründete er ebenfalls die Düsseldorfer Künstlervereinigung Malkasten mit.
Auch Ausstellungen, wie die Pariser Weltausstellung 1855, und Auszeichnungen, wie den Leopoldsorden, den er 1854 für eines seiner Werke erhielt, gehören zu seinem Schaffen.
1863 erhielt er außerdem den Professoren-Titel.
Am Ende seiner Schaffensperiode reiste er für ein Jahr durch Nordamerika. Skizzen und Zeichnungen dieser Reise prägen sein spätes Werk und waren Inhalt vieler Gemälde.
Sein künstlerisches Talent gab er an einen seiner Söhne weiter. Joseph Julius Hübner (1841-1874) wurde ebenfalls Maler.