Con una carrera musical que comenzó cuando, a los ocho años, Carlos Núñez decidió aprender de los viejos maestros los secretos de la música popular y de la gaita. A los 12 ya fue invitado a tocar como solista con la Orquesta Sinfónica de Lorient. Poco después comenzó a estudiar flauta de pico en el Conservatorio de Madrid con calificaciones de Matrícula de Honor y Premio Extraordinario Fin de Carrera. En 1989 grabó por primera vez con The Chieftains para la banda sonora del filme La isla del tesoro y, desde entonces, Carlos Núñez es el séptimo Chieftain y junto a ellos ha conseguido un Premio Grammy, ha actuado en el Carnegie Hall de Nueva York y en el Royal Albert Hall de Londres al lado de artistas como Bob Dylan, Joni Mitchel, The Who, Lou Reed, Spin Doctors, Eddie Vedder (de Pearl Jam), Bon Jovi, Alice Cooper, INXS...

Cuando en 1996 publicó A irmandade das estrelas, su primer álbum en solitario, Carlos Núñez ya era un artista reconocido en todo el mundo. El disco vendió más de 100.000 ejemplares en España y en él colaboraban más de 50 músicos, entre ellos The Chieftains, Ry Cooder, Luz Casal y Dulce Pontes. En 1999 se editó Os amores libres, su segundo álbum que vendió más de 250.000 ejemplares en España, un acontecimiento extraordinario para la música popular hecha en España con alcance internacional. Grabado en diez países diferentes a lo largo de dos años, Os amores libres exploraba las conexiones entre la música celta y el flamenco con la participación de artistas como Jackson Browne, Noa, Mike Scott (de The Waterboys), Teresa Salgueiro (de Madredeus), Carmen Linares, Vicente Amigo, Cañizares, Carles Benavent, Sharon Shannon, Dan Ar Braz, músicos de Marruecos y de Rumanía...

Su tercer disco, Mayo longo, se publicó en el 2000 y significó el acercamiento natural de Carlos Núñez a estructuras más pop, que aumentó su reconocimiento popular. Fue el descubrimiento de Carlos Núñez como compositor, en alguna canción en colaboración con Roger Hodgson (de Supertramp) y con Sharon Shannon, Lyam O'Flynn y músicos de The Dubliners como invitados de lujo. En el 2002 lanzó Todos os mundos, una recopilación de sus temas más significativos, y en 2003 Almas de Fisterra. En 2004 apareció uno de sus proyectos más ambiciosos: Carlos Núñez & Amigos. Grabado en directo en Vigo ante 30.000 personas, encima del escenario estuvieron junto a Carlos Núñez amigos como The Chieftains, Sharon Shannon o León Gieco, entre otros artistas. Después, en 2007, se lanzó Cinema do mar, un acercamiento del músico gallego a composiciones emblemáticas de bandas sonoras.

En 2009 lanza Alborada do Brasil, una conexión musical entre Galicia y Brasil. Producido por Alê Siqueira y Mario Caldato Jr., con invitados como The Chieftains, Carlinhos Brown, Lenine, Adriana Calcanhotto, Jaques Morelenbaum, Dominguinhos, Fernanda Takai, Yamandú Costa, la Escola do Samba Beija Flor, Wilson das Neves, Dj CIA...