Comenzó sus estudios universitarios en la Universidad Estadual de Campinas (UNICAMP), completando una Licenciatura y una Maestría en Matemáticas.
Junto a Newton da Costa y otros investigadores, Carnielli ha desarrollado sistemas formales que permiten trabajar de manera coherente con teorías que contienen contradicciones.
Ha trabajado en la generalización de sistemas de demostración para extender su aplicabilidad a lógicas no clásicas, como las modales, que son fundamentales para estudiar conceptos como necesidad, posibilidad y temporalidad en sistemas formales.
[12][13][13][14][15][16] Carnielli no solo ha hecho contribuciones técnicas a la lógica, sino que también ha reflexionado sobre su significado y aplicación en el contexto filosófico.
Para Carnielli, la racionalidad humana no puede ser capturada plenamente por la lógica clásica, y es importante desarrollar marcos más flexibles para entender y modelar cómo razonamos en contextos complejos, contradictorios o inciertos.