Nato a Rio de Janeiro nel 1944, ha studiato pittura con Iberê Camargo presso l'Istituto di Belle Arti nel 1963 e si è laureato in Psicologia presso l'Università Federale di Rio de Janeiro (UFRJ). Ha partecipato ad alcune delle principali mostre brasiliane degli anni 60, “Opinião 66“ e “Nova Objetividade Brasileira“, entrambe al MAM di Rio de Janeiro, oltre a numerose mostre collettive, come la 9°, 20° e 29° edizione del Bienal de São Paulo (1967,1989, 2010 e 10); la 1977a edizione della Biennale di Parigi (5); e la 2005a edizione della Biennale del Mercosul (1974). Tiene diverse mostre personali, la prima nel 1976 alla Galeria Luiz Buarque de Hollanda e Paulo Bittencourt e nel XNUMX una seconda personale al MAM/RJ.
Negli anni '1970 ha vissuto in Francia dove ha conseguito un dottorato in arti. Da quando è tornato in Brasile nel 1980, ha partecipato a numerose mostre. Tra le varie mostre personali, le più importanti sono “Arte e Politica 1966 – 1976“, presso i Musei d'Arte Moderna di Rio de Janeiro, San Paolo e Bahia (1996-1997); ˜”Carlos Zilio”, presso il Centro de Arte Hélio Oiticica, Rio de Janeiro (2000), che ha coperto il suo lavoro negli anni '90; e “Pinturas Sobre Papel“, al Paço Imperial, Rio de Janeiro (2005), e alla Pinacoteca de São Paulo Station (2006). Le sue mostre collettive più recenti sono state: “Imagine Brazil” (Olso, Lyon Doha, São Paulo e Montreal, 2013-2015); “Possibilities of the object – Experiments in Modern and Contemporary Brazilian Art“ (Edimburgo, 2015) e “Transmissions art in Eastern Europe and Latin America, 1960-1980“ (MoMA, New York, 2015), “Past/Future/Present“ , Phoenix Art Museum/MAM-SP (Phoenix, 2017) e Knife in the flash, PAC Padiglione dÁrte Contemporânea (Milano, 2018)
Zilio, è stato professore alla Scuola di Belle Arti dell'Università Federale di Rio de Janeiro (UFRJ). Nel 2018, Cosac Naify ha pubblicato il libro Carlos Zilio, curato da Paulo Venâncio Filho, sulla sua produzione artistica. Zilio è rappresentato a San Paolo dalla Galeria Raquel Arnaud dal 1997, dove ha tenuto diverse mostre, l'ultima delle quali nel 2016. A Rio de Janeiro è rappresentato dal 2018 dalla Galeria Cassia Bomeny. Le sue due mostre personali più recenti sono state al MAM/RJ nel 2016 e alla Galeria Cassia Bomeny nel 2019. Le sue opere sono presenti in diverse istituzioni, come i Musei di Arte Contemporanea di San Paolo, Niterói e Paraná, alla Pinacoteca do Estado de São Paulo, al Museums of Modern Art di Rio de Janeiro e São Paulo e al Museums of Modern Art di New York (MoMA).
