Nacido en 1972 en Constitución, Chile, estudia Diseño Gráfico en la Universidad de Valparaíso y Bellas Artes en la Universidad de Chile, en Santiago. En marzo de 1999 traslada su residencia a España y se incorpora a la Fundación, donde, bajo la atenta supervisión de Guillermo Muñoz Vera, se convierte en uno de los alumnos más aventajados de la primera generación de la que se dio a conocer como la Escuela de Chinchón.
Ahí, su aprendizaje se acelera, adquiriendo un gran dominio de la técnica al óleo. Sigue pintando bodegones, paisajes, su entorno y descubre un nuevo tema: los patios y jardines. Durante un tiempo ejercerá como profesor adjunto de Muñoz Vera y más tarde como profesor de pintura de la Academia.
Su primer contacto con la pintura al óleo fue gracias a un profesor de su escuela que le regaló un set de pintura. Este material, más algunos libros de pintura chilena, engendraron en él una inclinación por la pintura, en particular, por el realismo.
Su talento lo llevó a exponer en galerías y centros culturales, y en 1998, obtuvo el primer premio en la XII Muestra de Otoño de la Sociedad Nacional de Bellas Artes en Santiago. Este premio tuvo un impacto significativo en su vida, ya que su profesor de pintura en la universidad le aconsejó abandonar su enfoque artístico (realismo) debido a su incompatibilidad con los planes de estudio de la institución. A mitad de su segundo año de estudios, tomó la decisión de dejar la universidad y regresar a Constitución, su lugar de origen. Pocos meses después, recibió una llamada del profesor de Historia del Arte quien lo animó a participar en un concurso de becas organizado por la Fundación Arte Contemporáneo y Autores (Arauco) de Madrid, dirigida por el pintor Guillermo Muñoz Vera y la Universidad de Talca. Por unanimidad de votos, fue otorgada la beca, y así, en marzo de 1999, llegó a Madrid y se estableció en los talleres de la Fundación en Chinchón.
En España, sus habilidades artísticas le valieron el reconocimiento, ganando premios en la 66 Muestra de Otoño de Madrid y siendo seleccionado como ganador en varios concursos de pintura. Además, participó con la Escuela de Chinchón en exposiciones en España, Italia y Reino Unido.
En una ocasión, Muñoz Vera expresó en un texto para la primera exposición individual de Carlos Vega en la Galería Ansorena de Madrid (2003): «Es digno de elogio que este artista, nacido en la ciudad de Constitución, de apenas 50.000 habitantes, alejada de los grandes centros culturales y aislada de Museos y Galerías, se haya formado como pintor a pura intuición y a base de tesón y trabajo».
Luego, ahí, rodeado de importantes museos y obras de los grandes maestros en la historia del arte, Vega encontró su estilo.
Los Museos son una fuente de inspiración para muchos pintores, quienes encuentran conocimientos y creatividad al estudiar a los grandes maestros, copiar sus obras o crear nuevas versiones de ellas.
Carlos Vega no fue ajeno a esta influencia, y su Serie Museos incorporó información de estas instituciones, aunque de una manera más modesta y directa, pero al mismo tiempo, más contemporánea.
