Carlo Gesualdo syntyi Napolissa. Hän opiskeli musiikkia isänsä Gesualdon Don Fabrizion perustamassa akatemiassa, jossa hän kuuli Giovanni Macquen, Bartolomeo Royn ja Pomponio Nennan teoksia. Erityisesti nennan madrigaalit vaikuttivat Gesualdon tyyliin.
isoveljensä kuoltua vuonna 1585 säveltäjästä tuli Gesualdon arvonimen perijä. Tittelin myötä syntyi järjestetty avioliitto hänen serkkunsa kanssa, avioliitto, joka oli katastrofi molemmille osapuolille. Donna Maria D ’ Avalos, joka oli kahdesti naimisissa ennen kuin hänestä tuli Gesualdon Vaimo, suosi avoimesti toisen rakkautta. Kostaakseen kunniansa Gesualdo määräsi vuonna 1590 syyllisen parin murhattavaksi yhdessä toisen lapsensa kanssa, jonka laillisuutta epäiltiin.
vuonna 1594 Gesualdo meni naimisiin Ferraran herttua Alfonso II: n tyttären Eleonora d ’ Esten kanssa, jonka hovissa asuivat Torquato Tasso, Nicolò Vicentino ja Luzzasco Luzzaschi. Gesualdo sävelsi useaan otteeseen ystävänsä Tasson sanoitukset, joiden sairaalloinen luonne oli niin samanlainen kuin hänen omansa; ja Luzzaschin ja Vicentinon kromaattisten kokeilujen kuuleminen saattoi hyvinkin vahvistaa hänen oman musiikillisen kehityksensä suuntaa. Gesualdo pysyi Ferrarassa 2 vuotta ja teki usein matkoja Firenzeen, jossa hän kuuli Cameratan musiikkia. Hieman ennen appensa kuolemaa vuonna 1597 Gesualdo lähti Pohjois-Italiasta ja palasi Napoliin, jossa hän pysyi loppuelämänsä. Hän kuoli syyskuussa. 8, 1613.
Gesualdon säilyneet teokset Wilhelm Weismannin ja Glenn E. Watkins (Hamburg, 1957—) käsittää 19 sacrae cantiones viidelle äänelle ja 20 kuudelle ja seitsemälle äänelle, 27 Holy Week responsories kuudelle äänelle ja 125 madrigaalia viidelle äänelle. Madrigaalit eivät olleet ainoastaan hänen tuotantonsa runsain osa, vaan ne myös uudelleenjulkaistiin useammin kuin pyhät kappaleet.
Gesualdon melankolisuus johti hänet usein musertavan surullisiin sanoituksiin. Käyttämällä kromaattisia sävyjä, jotka jo aiemmin liittyivät voimakkaisiin tunteisiin, hän korotti runouden ilmaisuvoimaa musiikin kautta. Vaikka hänen kromaattiset kohdat olivat joskus pelkkiä kuvallisia ”madrigalismeja”, Gesualdo hahmotteli useammin tekstin yleistä tunnelmaa yksittäisten sanojen sijaan. Hän käytti kromatiikkaa sekä harmonisesti että melodisesti. Kromaattisten sävyjen avulla hän rakensi lukuisia moodille vieraita triadisia yhdistelmiä ja järjesti ne sitten epätavanomaisilla ja jännittävillä tavoilla.
Kromatismi melodisessa linjassa ei tietenkään ollut tällä kertaa uutta, mutta Gesualdon liioiteltu käyttö siinä heikensi suuresti hänen kappaleidensa modaalista ydintä. Näin hän venytti vanhan tyylin rajoja silloinkin, kun hän pysyi polyfonistien piirissä. Tässä mielessä Gesualdo oli konservatiivisempi kuin firenzeläinen Camerata, ryhmä, joka tietoisesti kaatoi vanhemmat rakenteet. Vaikka heidän kokeilunsa ulottuivat eteenpäin kohti uutta monodista tyyliä, Gesualdon kromaattiset madrigaalit ja motetit jäivät kuumeisimmiksi ja kiihkeimmiksi esimerkeiksi vanhasta käytännöstä. Joillekin Gesualdo on edelleen outo kokeilija, mutta toisille hän on nero, jonka taide on vasta nyt saamassa sille kuuluvan tunnustuksen.