Carlos Valencia nació en Manta, Ecuador, el 29 de junio de 1965. Sus padres fueron Ramón Valencia Chávez, de profesión albañil, y Gloria Acosta Ribera, oriunda de Montecristi. Es el menor de tres hermanos que crecieron en la ciudad de Manta.
Realizó sus estudios primarios en la escuela Umiña y cursó el Ciclo Básico en el Colegio “Cuatro de Noviembre”. Durante su juventud solía vagar por la playa, bañarse, tomar el sol y llevar una vida desocupada. Le agradaban los deportes, especialmente el vóley y el fútbol.
En 1979, su compañero Raymundo Zambrano Macías lo invitó a formar parte del grupo teatral La Trinchera, que presentaría la obra El tejedor de sueños. Aunque al principio aceptó sin mucho entusiasmo, pronto comprendió que tenía ante sí un mundo donde lo mágico podía hacerse realidad. La obra fue un sonado éxito y el grupo recorrió gran parte del país con múltiples presentaciones.
Ese mismo año comenzó su carrera actoral en el grupo La Trinchera y más adelante también formó parte del grupo teatral Mala Yerba.
Obtuvo fama por su papel protagónico en la película Ratas, ratones y rateros, dirigida por Sebastián Cordero. En 2004 protagonizó la serie Los HP de Ecuavisa. En 2005 participó en la telenovela Amores que matan, también de Ecuavisa.
En 2009 interpretó el papel protagónico de un deportista llamado Vicente Rodríguez en la película Fighter, dirigida por Roberto Estrella, y fue coprotagonista en la película Hacia la oscuridad. En 2010 fue parte del elenco de la telenovela Mostro de amor, transmitida por Teleamazonas. En 2012 actuó en la película Pescador, nuevamente bajo la dirección de Sebastián Cordero.
Además de su trabajo como actor, Carlos Valencia es el director y promotor principal del Festival de Cine Manabí Profundo, con el que busca fomentar la cultura en su ciudad natal a través de este concurso, encuentro y muestra cinematográfica.
