Он родился в Рио-де-Жанейро в 1944 году, изучал живопись у Ибере Камарго в Институте изящных искусств в 1963 году и окончил факультет психологии Федерального университета Рио-де-Жанейро (UFRJ). Он участвовал в некоторых из главных бразильских выставок 60-х годов, «Opinião 66» и «Nova Objetividade Brasileira», как в МАМ в Рио-де-Жанейро, так и в многочисленных коллективных выставках, таких как 9-е, 20-е и 29-е издания биеннале в Сан-Паулу (1967,1989, 2010 и 10 годы); 1977-я Парижская биеннале (5); и 2005-я биеннале Меркосул (1974 г.). Он провел несколько персональных выставок: первую в 1976 году в Galeria Luiz Buarque de Hollanda и Paulo Bittencourt, а вторую персональную выставку в XNUMX году в MAM/RJ.
В 1970-х годах он жил во Франции, где получил степень доктора искусств. После возвращения в Бразилию в 1980 году он участвовал во многих выставках. Среди различных персональных выставок наиболее яркими являются «Искусство и политика 1966–1976» в Музеях современного искусства в Рио-де-Жанейро, Сан-Паулу и Баии (1996–1997); «Карлос Зилио» в Центре искусств Элио Ойтисики, Рио-де-Жанейро (2000), посвященный его постановкам 90-х годов; и «Pinturas Sobre Papel» в Paço Imperial, Рио-де-Жанейро (2005 г.) и в Estação da Pinacoteca в Сан-Паулу (2006 г.). Его последние групповые выставки: «Представь Бразилию» (Олсо, Лион, Доха, Сан-Паулу и Монреаль, 2013–2015); «Возможности объекта – Эксперименты в современном и современном бразильском искусстве» (Эдинбург, 2015) и «Трансмисии искусства в Восточной Европе и Латинской Америке, 1960-1980» (МоМА, Нью-Йорк, 2015), «Прошлое/Будущее/Настоящее» , Художественный музей Феникса/MAM-SP (Феникс, 2017) и «Нож во вспышке», PAC Padiglione dÁrte Contemporânea (Милан, 2018)
Зилио был профессором Школы изящных искусств Федерального университета Рио-де-Жанейро (UFRJ). В 2018 году издательство Cosac Naify опубликовало книгу «Карлос Зилио», организованную Пауло Венансио Фильо, о его художественном творчестве. Зилио был представлен в Сан-Паулу Galeria Raquel Arnaud с 1997 года, где он провел несколько выставок, последняя из которых состоялась в 2016 году. В Рио-де-Жанейро его с 2018 года представляет Galeria Cassia Bomeny. Две его последние персональные выставки прошли в MAM/RJ в 2016 году и в Galeria Cassia Bomeny в 2019 году. Его работы представлены в нескольких учреждениях, таких как Музеи современного искусства Сан-Паулу, Нитерой и Парана, в Пинакотека-ду-Эстадо-де-Сан. Паулу, в Музеях современного искусства в Рио-де-Жанейро и Сан-Паулу, а также в Музеях современного искусства в Нью-Йорке (МОМА).