Por razones estilísticas Schmitz sugirió que perteneciera a la escuela boloñesa de mediados del siglo XVII, pero su membresía a la capilla vienesa de la Emperatriz viuda Eleonora, que reclutó a muchos músicos de su Mantua natal, apunta a un posible origen mantuano. Michelangelo Capellini sirvió en Mantua, pero ninguna evidencia se ha descubierto para acreditar una relación familiar entre Carlo Capellini y él (ni con Pietro Paolo Cappellini). El servicio de Carlo Capellini en Viena puede  datar desde 1659, el año en el que compuso balli para "La Virtù guerriera" de Giuseppe Tricarico. Fue nombrado organista de la corte del Emperador Leopoldo I el 27 de abril de 1665 con un sueldo mensual de 75 florines. El año siguiente recibió un aumento de 30 florines por mes, y en 1669 la emperatriz viuda lo premió con la suma sustancial de 225 florines. El emperador también parece haberlo favorecido, pues su colega organista Alessandro Poglietti solicitó sin éxito por lo menos tres veces entre 1667 y 1673 para un aumento de sueldo que habría hecho su ingreso igual al de Capellini.

El año 1679 parece haber sido el más importante en la carrera de Capellini como compositor: produjo su oratorio "Il serafino della terra" para la capilla de Eleonora, y en Praga, donde huyó de la plaga con la corte entera hacia el fin del año, recibió encargos para óperas de cámara en honor del onomástico de Leopoldo (15 de  noviembre) y del cumpleaños de Eleonora (18 de noviembre). Cuatro años después murió a causa de la plaga. En 1696 su sobrino, el médico de la corte Francesco Capellini, le pidió al emperador, en reconocimiento del largo servicio de Carlo, darle ayuda monetaria y un nombramiento al hijo de Carlo, Pietro, que había continuado su entrenamiento musical fuera de Austria y había estado en dificultades financieras; parece muy improbable que este Pietro sea la misma persona que Pietro Paolo Cappellini. 

Las obras vocales de Capellini consisten principalmente en música de cámara. En sus ocho cantatas y en "La fama illustrata" prefirió modelos de arioso libre, pero hay algunas canciones simples tipo danza y arias da capo. Su tratamiento del texto incluye muchos detalles expresivos, entre ellos figuras melódicas ilustrativas, extremos cambios de tiempo y algúnos curiosos saltos aumentadps y disminuidos. Los ritornellos requeridos entre la mayoría de los movimientos de las cantatas no están escritos pero se pensaron para ser improvisados. El dominio del teclado de Capellini se refleja en su uso específico de la palabra 'cembalo' en una de las arias de "La fama illustrata", un caso raro en todo el repertorio vienés del siglo XVII.