Carlo Falciani si è laureato a Firenze nel 1995 con una tesi sul Rosso Fiorentino, ha studiato all'Université Paris 1, Panthéon-Sorbonne, ed è stato fellows a Villa i Tatti, Harvard University Center for Italian Renaissance Studies, e al Center for Advanced Study in the Visual Arts della National Gallery di Washington.

Insegna Storia dell’Arte all’Accademia di Belle Arti di Firenze.

Ha pubblicato per l’editore Olschki una monografia sul Rosso Fiorentino e il catalogo Pontormo, disegi degli Uffizi. Su riviste italiane e internazionali ha pubblicato saggi dedicati alla pittura cinquecentesca fiorentina, francese e veneta. Sta curando per il Museo Jacquemart-André la mostra  Florence, portraits à la cour de Mèdicis, Parigi 2015-2016.  Assieme ad Antonio Natali ha curato le mostre:  Bronzino, pittore e poeta alla corte dei Medici, Firenze, Palazzo Strozzi 2010-2011; Pontormo e Rosso, divergenti vie della maniera, Firenze, Palazzo Strozzi 2014.