[1]​ Fue hijo de Victorino Caro y Cárcamo y de Asunción de Olavarría y Sierpe.

[2]​ Se educó en la Academia de Pintura de Santiago, donde formó parte de la primera generación de alumnos junto a Miguel Campos, Nicolás Guzmán, Pascual Ortega y Antonio Smith, tomando lecciones del director del establecimiento, el pintor italiano Alejandro Cicarelli.

Entre 1859 y 1865, permaneció en París,[1]​ donde se le aceptó en la École des Beaux-Arts y fue alumno del pintor neoclásico Paul Césaire Gariot.

Se dedicó principalmente a la realización de retratos por encargo en su taller de Valparaíso; sin embargo, sus obras más conocidas son La zamacueca, escena costumbrista, y La abdicación de O'Higgins, de tema histórico; ambas fueron premiadas en exposiciones oficiales chilenas.

[3]​ En el libro Chile en 1910, se destacan además sus pinturas El velorio, que retrata un velorio del angelito, El rodeo y La muerte de Carrera.