Recibió su Bachiller en biología por la Universidad Peruana Cayetano Heredia en Lima.

Luego, obtuvo su Maestría en bioquímica por la Universidad Nacional Mayor de San Marcos en Lima, y su Ph.D.

[1]​ En el transcurso de vida profesional, Carlos Bustamante ha cosechado innumerables reconocimientos internacionales.

Asimismo, también fue galardonado con el premio Vilcek 2012, en mérito a sus contribuciones con sendos estudios en investigación en el área biomédica en Estados Unidos.

Carlos Bustamante ha recibido a lo largo de su vida las siguiente distinciones: