Carlos Justiniano Ribeiro Chagas syntyi 9.heinäkuuta 1879 Oliveiran kaupungissa Brasiliassa maanviljelijöistä, joiden jälkeläiset tulivat Brasiliaan 1600-luvulla. Ennen isänsä kuolemaa Carlosin ollessa neljävuotias hänen yläluokkaiset vanhempansa omistivat pienen kahviplantaasin. Carlos vastusti äitinsä taivuttelua, sillä hänestä tuli kaivosinsinööri, ja valitsi sen sijaan lääketieteellisen koulun, jossa häntä taivutteli lääkäri-setä, joka sai hänet vakuuttuneeksi siitä, että Brasilia kehittää teollisesti oli välttämätöntä päästä eroon endeemisistä taudeista. Monet eurooppalaiset Laivat kieltäytyivät satamasta Brasilian satamiin, koska vaarana oli saada keltakuume, isorokko, paiserutto ja syfilis.
Carlos opiskeli vuonna 1902 Oswaldo Cruz-instituutissa, jossa hän kirjoitti MD-tutkielmansa ”malarian hematologisista näkökohdista” johtavan brasilialaisen parasitologin Oswaldo Cruzin johdolla. Cruzin työ oli kriittistä taistelussa keltakuumetta vastaan Rio de Janeirossa. Hän antoi rokotuksia ruttoa ja isorokkoa vastaan, kun vektoreiden hävittämistä ja joukkorokotuksia pidettiin vallankumouksellisina toimenpiteinä. Carlos Chagas kieltäytyi tohtori Cruzin kutsusta työskennellä malariatutkimuksen parissa, koska halusi sen sijaan harjoittaa perhelääketiedettä. Myöhemmin Chagas aloitti antipest-seroterapian työskennellessään Jurujubalaisessa sairaalassa. Tohtori Cruz muokkasi Pasteurin vuonna 1890 esittelemää seroterapiaa, ja Chagas seurasi Pasteurin ja Cruzin oletuksia, joiden mukaan negatiiviset orgaaniset alkuaineet fermentoivat positiivisia orgaanisia alkuaineita. Toht. Chagas oli hyvin innovatiivinen ja kokeellinen lääkäri, joka etsi vastauksia käytännössä pikemminkin laboratoriossa.
Chagas onnistui malariaa vastaan priamrily, koska hän teki kenttätyötä, tarkkaili tautia sen ympäristössä ja käsitteli ongelmaa tieteellisellä ja terapeuttisella tavalla. Hän työskenteli myös potilaiden, loisten ja hyönteisten kanssa epidemioissa saadakseen laajemman näkökulman sairauteen. Chagas osallistui malariologian ja vuonna 1906 tuli associate, Oswaldo Cruz Institute, Rio de Janeiro. Vuonna 1908 Brasilian päärautatie kutsui Chagasin lassanceen, riehakkaaseen rautatietyöläisten kaupunkiin, joka sijaitsi Brasilian halki kulkevan uuden rautatielinjan päässä ja jossa siirtotyöläisiä kuoli malariaksi luultuun tautiin. Chagas perusti yksinkertaisen laboratorion. Chagas havaitsi, että jotkin oireet eivät johtuneet malariasta, ja myöhemmin hänelle annettiin hyönteinen, vinchuca, joka imi yöllä verta työläisiltä. Hän löysi flagellaatteja ötökän takapuolesta. Hän havaitsi, että ne olivat alkueläimiä, jotka muistuttivat niitä, joiden tiedetään aiheuttavan afrikkalaista unitautia. Myöhempi tutkimus osoitti trypanosomin, joka myöhemmin nimettiin T. Cruziksi (Chagasin mentorin mukaan), infektiokierteen liittyvän suoraan köyhyyteen, jollainen vallitsi Lassanssissa. Hämmästyttävä löytötahti johti taudin syyn eristämiseen vuonna 1909. Chagasin tautiin liittyvä tutkimus on hidastunut Chagasin kuoltua vuonna 1933.