Mario Carotenuto pocházel sice z herecké rodiny, ale jeho cesta na jeviště i před filmovou kameru byla složitější. Jeho otcem byl divadelní a filmový herec Nello Carotenuto, k herectví zamířil i Mariův starší nevlastní bratr Memmo Carotenuto (1908-1980) a sám Mario stál na divadelních prknech poprvé již v osmi letech. Následoval ale pubertální vzdor a několik let v nápravném zařízení, pak se protloukal různými zaměstnáními a k práci herce se vrátil až za války, původně v rádiu, později znovu ve filmu a divadle. Koncem čtyřicátých let založil vlastní divadelní společnost, s níž úspěšně účinkoval v římských kabaretech a na revuálních scénách.
Na rozdíl od staršího bratra Memma hrál Mario často i v divadle, pozornost odborníků zaujal svým výstupem v Žebrácké opeře, která měla premiéru v milánském divadle Piccolo Teatro v roce 1956 za osobní účasti autora hry Bertolta Brechta. Bohaté uplatnění našel i v klasickém repertoáru (Shakespeare, Moliere, Goldoni), nevyhýbal se ani muzikálům (My Fair Lady). Kromě divadla a filmu se věnoval i dabingu, v němž zúročil své někdejší zkušenosti s rozhlasovým mikrofonem.
Zatímco Memmo se v sedmdesátých letech vyskytoval před kamerou již jen výjimečně, Mario stále točil několik filmů ročně a dosáhl i jednoho prestižního ocenění – za roli profesora v komedii VYSOKÁ KARETNÍ HRA (Lo scopone scientifico, 1972) získal Stříbrnou stuhu od Italského syndikátu filmových novinářů. Jinak v jeho filmografii 70. let převažují postavy policistů, důstojníků, právníků, znovu také duchovních. Několik filmů natočil ještě počátkem osmdesátých let, pak ale na další aktivity rezignoval. Úplně naposledy se objevil ve filmu PŘÍBĚH MLADÉHO CHUDÁKA (Romane di un giovane povere, 1995), tehdy byl ale již vážně nemocný. Mario Carotenuto zemřel v Římě 14. dubna 1995 ve věku 78 let. Pohřben je ve městě Grotone, odkud pocházela jeho manželka Gabriella Cottignoli.