Inició su carrera artística en 1903 actuando en la compañía veneciana Emilio Zago-Amalia Borisi.

Interpretó con éxito obras de Carlo Goldoni y Giacinto Gallina, y en el ámbito del teatro en dialecto fue uno de los pocos en actuar con desenvoltura tanto con papeles cómicos como dramáticos, estimulando a diversos autores a escribir textos en veneciano o a traducir en dialectos italianos.

Tras formar durante unos años compañía con Baseggio, Micheluzzi dejó la escena en 1961, despidiéndose del público con la que fue su última interpretación: Il burbero benefico, de Goldoni.

Micheluzzi debutó en su madurez en el cine (1939), interpretando papeles como actor de carácter (en Ore 9: lezione di chimica fue el padre de Alida Valli, y en Totò al giro d'Italia el diablo).

Carlo Micheluzzi falleció en Venecia, Italia, en 1973, a causa de un choque circulatorio.