Nadat hij drie jaar rechten had gestudeerd aan de Universiteit van Milaan ging Carlo Ponti drie jaar lang werken in een advocatenkantoor. Hij behartigde vooral zaken van rijke, invloedrijke Italianen. Eén van hen was iemand die een belangrijke positie bekleedde bij een filmdistributeur. Toen die noodgedwongen Italië moest verlaten bleef Ponti dossierbeheerder. Het opende onrechtstreeks een aantal deuren voor Ponti waardoor hij een zekere invloed had in de productie van films gemaakt door Italiaanse regisseurs uit die periode.

Na de tweede wereldoorlog sloot hij zich aan bij Lux Films waar hij zou blijven werken tot 1949. Vanuit die positie zorgde hij dat er een nieuwe, frisse wind door het Italiaanse filmlandschap waaide, onder meer door films als Vivere in Pace (1946) van Luigi Zampa maar ook Senza Pieta van Alberto Lattuada die door critici wereldwijd bijzonder positief werden onthaald. Een andere regisseur waar hij toen mee samenwerkte was Mario Camerini.

Het was in deze periode dat Carlo Ponti kennismaakte met Sophia Loren, toen nog een jonge filmster. Tegen 1960 had hij er voor gezorgd dat zij een absolute wereldster werd. De twee huwden in 1957 in Mexico. Ondanks het feit dat hij enkele jaren daarvoor was gescheiden van zijn eerste echtgenote Giuliana Fiastri werd het tweede huwelijk in Italië aanzien als bigamie waardoor het huwelijk onwettelijk werd verklaard.

In 1964 kreeg Ponti de Franse nationaliteit waardoor hij op een wettelijk sluitende manier kon scheiden van Fiastri om daarna als het ware nog eens te huwen met Sophia Loren.

In 1950 ging Carlo Ponti voor de volgende acht jaar nauw samenwerken met Dino De Laurentiis. In de vier jaar die volgden maakte het duo bijzondere Italiaanse films zoals La Strada van Federico Fellini. Ponti zag het daarna wat ruimer en richtte zich ook tot Europa én Hollywood. Vittorio De Sica, Jean-Luc Godard en David Lean zijn de belangrijkste regisseurs waar Ponti op spreekwoordelijk vlak mee in zee ging.

In 1979 werd hij bij verstek door de rechtbank veroordeeld tot een gevangenisstraf van drie jaar én een boete van omgerekend 25 miljoen Dollar voor het illegaal uitvoeren van kapitaal en kunst uit Italië. Omdat hij Fransman was op het moment van de uitspraak kon hij niet uitgeleverd worden en moest hij dus niet effectief gaan zitten.