Carlo Sisi è stato direttore, sino al 2006, della Galleria d’arte moderna di Palazzo Pitti a Firenze, ove parallelamente all’attività di conservatore si è impegnato a promuovere, con mostre e altre iniziative, la conoscenza dell’arte dell’Ottocento e del Novecento. Della stessa Galleria ha curato l’intero riallestimento con l’edizione del catalogo generale.

Attualmente è presidente del Museo Marino Marini di Firenze. Studia in special modo l’arte italiana ed europea del XIX secolo, cui ha dedicato volumi e vari saggi di carattere interdisciplinare, fra i quali la collana intitolata L’Ottocento. Le arti sorelle (I/Neoclassicismo, II/Romanticismo, III/Realismo), Electa 2005-2007.

Fra le mostre recentemente curate si ricordano: 1861, i pittori del Risorgimento (2010, Roma, Scuderie del Quirinale); Americani a Firenze. Sargent e gli impressionisti del Nuovo Mondo (2012, Firenze, Palazzo Strozzi); Les Macchiaioli. Des impressionistes italiens? (2013, Parigi, Orangerie); Corcos. I sogni della belle époque (2014, Padova, Palazzo Zabarella).