E' stato allievo di Ranuccio Bianchi Bandinelli ed è attualmente titolare della cattedra di Archeologia classica nella Università La Sapienza di Roma. È noto soprattutto per la scoperta, a Roma, delle mura del Palatino, particolarmente importanti per quanto riguarda gli strati di epoca arcaica, che lo hanno condotto ad offrire una ricostruzione delle prime fasi della vita della città di Roma rivelatesi notevolmente simili a quanto trasmesso dal racconto tradizionale sulla fondazione e le vicende delletà regia. In proposito è di questi giorni la notizia diffusa dagli organi di informazione, della individuazione, proprio nelle profondità del colle Palatino, del lupercale cioè della grotta dove, come vuole la leggenda sulle origini della città, la lupa allattò Romolo e Remo e che Augusto abbellì solennemente, il sogno - dice Carandini di chiunque abbia dedicato parte della vita a decriptare del origini di Roma. Del resto Carandini (un archeologo a cui piace pensare, e un filosofo a cui piace scavare secondo il latinista antropologo Maurizio Bettini) è uso a collegare i pensieri sociologici, filosofici, psicanalitici e addirittura neurologici del Novecento e, con questo strumentario, studiare le albe delle civiltà, dalla prima Roma a Kitawa in Oceania, alla ricerca tra il nostro essere moderni e lessere dei così detti primitivi.
Medaglia dOro ai Benemeriti della Cultura e dellArte.
Tra le sue più recenti pubblicazioni: Storie della terra. Manuale di scavo archeologico, Torino, Einaudi, 1991; La nascita di Roma: dei, lari, eroi e uomini allalba di una civiltà, Torino, Einaudi, 1997; Palatinum e Sacra via I, Roma, Poligrafico dello Stato, 2000; Giornale di scavo: pensieri sparsi di un archeologo, Torino, Einaudi, 2000; Archeologia del mito: emozione e ragione fra i primitivi e moderni, Torino, Einaudi, 2002; Palatino, Velia e Sacra via: paesaggi urbani attraverso il tempo, Roma: Edizioni dellateneo, 2004; Remo e Romolo: dai rioni dei quiriti alla città dei romani (775/750-700/675 a.C. circa), Torino, Einaudi, 2006.