Carlos Justiniano Ribeiro Chagas se narodil 9. července 1879 ve městě Oliveira v Brazílii zemědělců, jejichž potomci přišli do Brazílie v sedmnáctém století. Před smrtí svého otce, když Carlosovi byly čtyři roky, jeho rodiče vyšší třídy vlastnili malou kávovou plantáž. Carlos odolal přesvědčování své matky, aby se stal důlním inženýrem, a místo toho si vybral lékařskou školu, kterou ovlivnil strýc lékaře, který ho přesvědčil, že pro Brazílii se vyvíjí průmyslově bylo nutné zbavit zemi endemických chorob. Mnoho evropských lodí odmítlo zakotvit v brazilských přístavech kvůli riziku nákazy žlutou zimnicí, neštovicemi, dýmějovým morem a syfilisem.
Carlos studoval na Institutu Oswaldo Cruz v roce 1902, kde napsal svou disertační práci o „hematologických aspektech malárie“ pod předním brazilským parazitologem Oswaldem Cruzem. Práce Dr. Cruze byla kritická v boji proti žluté zimnici v Rio de Janeiro. Poskytoval očkování proti moru a neštovicím, když eradikace vektorů a hromadné očkování byly považovány za revoluční opatření. Carlos Chagas odmítl pozvání Dr. Cruze k práci na výzkumu malárie a místo toho chtěl praktikovat rodinnou medicínu. Později Chagas zavedl antipestovou séroterapii při práci v nemocnici Jurujuba. Dr. Cruz upravil séroterapii zavedenou Pasteurem v roce 1890 a Chagas následoval Pasteurovy a Cruzovy předpoklady, že negativní organické prvky fermentovaly pozitivní organické prvky. Dr. Chagas byl velmi inovativní a experimentální lékař, který hledal odpovědi v praxi spíše v laboratoři.
Chagas uspěl proti malárii priamrily, protože dělal terénní práce, pozoroval nemoc v jejím prostředí a řešil problém vědecky a terapeuticky. Pracoval také s pacienty, parazity a hmyzem v epidemickém prostředí, aby získal rozšířený pohled na nemoc. Chagas přispěl k malariologii a v roce 1906 se stal spolupracovníkem Institutu Oswaldo Cruz v Rio de Janeiru. V roce 1908 vyzvala centrální železnice v Brazílii Chagase, aby šel do Lassance, bouřlivého železničního dělnického města na konci nové železniční trati přes Brazílii, kde imigrantští železniční pracovníci umírali na to, co bylo považováno za malárii. Chagas založil jednoduchou laboratoř. Chagas zjistil, že některé příznaky nejsou z malárie, a později dostal hmyz, vinchuca, který v noci nasával krev dělníkům. Objevil bičíky v zadní části brouka. Zjistil, že se jedná o prvoky, které se podobaly těm, o nichž je známo, že způsobují africkou spavou nemoc. Následný výzkum prokázal, že infekční cyklus trypanosomu, později pojmenovaný T. Cruz (po chagasově mentorovi), byl přímo spojen s chudobou, jako je ta, která existovala v Lassance. Úžasná míra objevu vedla k izolaci příčiny nemoci v roce 1909. Výzkum týkající se Chagasovy choroby se zpomalil od Chagasovy smrti v roce 1933.