Natural de Dueñas (Palencia), Carlos Pinedo nace en 1967. Desde niño muestra interés por la actividad cultural que se desarrolla en su pueblo, lo que despierta en él una vocación actoral que se verá reconocida con varios premios en festivales de teatro aficionado. 

Comienza los estudios de Historia del Arte en la Universidad de Valladolid pero los abandona para cursar Arte Dramático en la escuela de la misma ciudad, titulándose en 1992 con La dama boba, de Lope de Vega, dirigida por Charo Amador. El montaje participa en el Festival de Teatro Universitario de Manizales (Colombia). 

Pronto inicia una especial relación con La Ventanita, compañía fundada y dirigida por J. Ignacio Miralles, Licas, con la que participa desde 1992 en todos los espectáculos de su variado repertorio: títeres, teatro de calle, lecturas dramatizadas y teatro de cámara. Montajes como Retablillo de don Cristóbal de García Lorca, Chapliniana, Flowers (Premio del Público del Festival TAC de Valladolid) y Chejoviana, son algunos de los más representativos. Con esta compañía visita festivales en Cádiz, Tàrrega, Londres, Glasgow o Hannover. 

En 1993 entra a formar parte del equipo estable de Teatro Corsario, veterana compañía especializada en teatro del Siglo de Oro con la que recorre toda España participando en los más importantes festivales de teatro clásico. Viaja a Oporto, París y Amberes, visitando además México, EE.UU, Puerto Rico y Ecuador. Bajo la dirección de Fernando Urdiales protagoniza Amar después de la muerte, de Calderón de la Barca y participa en otros muchos montajes de la compañía entre los que destacan La vida es sueño, del mismo autor y Coplas por la muerte, de Jorge Manrique. Con dirección de Jesús Peña, en 2012 estrena El médico de su honra, de Calderón, trabajo por el que consigue el Premio Garnacha al Mejor Actor Protagonista en el Certamen Nacional de Teatro de Haro, (La Rioja). Con el mismo director estrena en 2014 Clásicos Cómicos, entremeses de varios autores. En 2016 participa en Barataria, escrita y dirigida por Luis Miguel García sobre textos del Quijote; y en 2017, nuevamente con dirección de Jesús Peña, protagoniza Traidor, de José Zorrilla. 

Su colaboración con Rayuela Producciones Teatrales comienza en el año 2000 protagonizando La Controversia de Valladolid, de Jean Claude Carrière, con dirección de Nina Reglero. El montaje viaja a París, La Habana, Montevideo y Moscú. Interpreta destacados papeles en otros cuatro montajes, siendo protagonista de El jardín de los cerezos de Anton Chéjov y de Dogville de Lars von Trier, premiado en 2011 con el Max al Espectáculo Revelación. En 2013 estrena el musical Lovers, conmemorando el 25 Aniversario de la compañía y en 2015 se incorpora como actor y bailarín al equipo estable del cabaret Shock and Show. 

Carlos Pinedo colabora con el dramaturgo y director Agapito Martínez estrenando a partir de 1999 tres de sus obras: Alquimia de la destrucción, Gente Feliz y Privado. En 2004 estrena Eduardo II de Christopher Marlowe, espectáculo de Vaivén Producciones dirigido por Etelvino Vázquez y en 2005 actúa en Yo, Cervantes… de Ramón García, montaje dirigido por Juan Antonio Quintana y producido por Concha Busto. 

Su relación con Teatro DRAN comienza en 2009 estrenando La balsa de la Medusa, con texto y dirección de Ruth Rivera, así como Himenea de Torres Naharro, programada en los festivales de teatro clásico de Olmedo y Almagro. En 2012 protagoniza Vida de Timón de Shakespeare, con dirección de Jaime Rodríguez. 

Con Azar Teatro protagoniza en 2011 El Juicio de Dayton, versión teatral de la película de Stanley Kramer, dirigida por Javier Esteban. Por este trabajo consigue el Premio Unión de Actores de Castilla y León en 2012. 

Pero, además de su actividad teatral, Carlos Pinedo desarrolla su carrera en el medio audiovisual. Son numerosos sus trabajos como actor y locutor en producciones publicitarias, divulgativas e institucionales. También son frecuentes sus apariciones en cine y televisión. En 2018 participa en El Reino, de Rodrigo Sorogoyen, largometraje premiado con 7 Goyas. Actúa en varias películas dirigidas por Pablo Moreno, entre las que destacan Claret, Red de Libertad y Poveda. Aparece en series de televisión como In from the Cold (Netflix), Acacias 38 (TVE1), Amar es para siempre y El Nudo (Antena3). Rueda también varios cortometrajes, algunos con numerosos premios internacionales como El último viaje del Almirante, de Iván Sáinz-Pardo, Anagnórisis, de Arturo Dueñas y Scriptum, de Marco Leonato. 

Carlos Pinedo mantiene activa su formación asistiendo regularmente a talleres y cursos intensivos de teatro con directores como José Carlos Plaza, Andrés Lima o Ernesto Arias. También realiza cursos de interpretación ante la cámara con Eva Lesmes y de preparación al casting con Tonucha Vidal, Rosa Estévez y Juan León, entre otros.