Estudou Arquitectura na Escola Superior de Belas Artes do Porto, entre 1949 e 1955, sendo a sua primeira obra construída em 1954.
Foi colaborador do Prof. Fernando Távora, entre 1955 e 1958. Ensinou na ESBAP entre 1966 e 1969; reingressou em 1976 como Professor Assistente de "Construção".
Foi Professor Visitante na Escola Politécnica de Lausanne, na Universidade de Pensilvânia, na Escola de Los Andes em Bogotá, na Graduate School of Design of Harvard University, como "Kenzo Tange Visiting Professor. Leccionou na Faculdade de Arquitectura do Porto.
Exerce a profissão na cidade do Porto.
Convidado a participar em concursos internacionais, obteve o primeiro lugar em Schlesisches Tor, Kreuzberg, Berlim (já construído), na recuperação do Campo di Marte, Veneza (1985), na Remodelação e Ampliação do Casino e Restaurante Winkler, Salzburgo (1986); Centro Cultural de La Defensa em Madrid (com José Paulo Santos) (1988/89); Museu J. Paul Getty, Malibu, Califórnia (com Peter Testa) (1993); Estudo para a Sala da Pietà Rondanini, Castello Sforzesco, Milão (1999); Plano Especial Recoletos-Prado, Madrid (com Juan Miguel Hernandez Leon e Carlos Riaño) (2002); Hospital de Toledo, Coruña (Taller de Arquitectura Sánchez-Horneros) (2003); Ciudad del Flamenco Xerez de la Frontera (com Juan Miguel Hernandez Leon) (2003); Atrio de La Alhambra, Granada (com Juan Domingo Santos) e Concurso de ideias para a realização da "Città dell’Arte e della Musica” e do ”Parco delle Cave" (2010).
A Secção Portuguesa da Associação Internacional de Críticos de Arte atribuiu-lhe o Prémio de Arquitectura do Ano (1982). Em 1988 recebeu a Medalha de Ouro de Arquitectura do Conselho Superior do Colégio de Arquitectos de Madrid, a Medalha de Ouro da Fundação Alvar Aalto, o prémio Prince of Wales da Harvard University e o Prémio Europeu de Arquitectura da Comissão das Comunidades Europeias/Fundação Mies van der Rohe. Em 1992 foi-lhe atribuído o Prémio Pritzker da Fundação Hyatt de Chicago pelo conjunto da sua obra. Em 1995, a Medalha de Ouro atribuída pela Nara World Architecture Exposition. Em 1996, recebeu o Prémio Secil de Arquitectura. Em 1998, recebeu o Arnold W. Brunner Memorial Prize pela American Academy of Arts and Letters, de Nova Iorque; o Praemium Imperiale pela Japan Art Association, de Tóquio, e a Medalha de Ouro do Circulo de Bellas Artes de Madrid. Em 2000, a Fondazione Frate Sole, de Pavia, atribuiu-lhe o Premio Internazionale di Architettura Sacra. Em 2001, recebeu o Prémio das Artes pela Fundação Wolf em Israel. Em 2002 recebe o Leão de Ouro de Veneza (melhor projecto) pela Bienal de Veneza. Em 2004, recebe o Grande Prémio de Urbanismo 2005, pelo Ministère de l’Équipement des Transports de l’Aménagement du Territoire du Tourisme et de la Mer de Paris; o Prémio de Arquitectura de Granada pelo Colégio de Arquitectos de Granada. Em 2009, recebe a Medalha de Ouro Real 2009 pela Royal Institute of British Architects de Londres. Em 2010, recebe o Prémio Fundación Cristóbal Gabarrón – Artes 2010. Em 2011, recebe a Medalha de Ouro da UIA em Tóquio. Em 2012, recebe o Prémio Honorifico AR&PA 2012 pela Consejeria de Cultura y Turismo de Junta de Castilla y León de Valladolid. Em 2014, recebe o Prémio MCHAP, pelo Illinois Institute of Technology College of Architecture em Chicago E o Fritz-Höger-Preis 2014 da Alemanha. Em 2015, recebe o prémio pelo melhor edifício do Ano pelo Archdaily; o prémio Vida e Obra pela Sociedade Portuguesa de Autores; "Prémio Design Outstanding Contribution Award" na ocasião da exposição Macau International Design. Em 2017, Prémio Valomor e Municipal de Arquitectura , Câmara Municipal de Lisboa, em co-autoria com o Arq. Álvaro Siza com o projecto de alteração dos Terraços do Convento do Carmo, Largo do Carmo, Lisboa.
Curso de Arquitetura da Escola Superior de Belas Artes da Universidade do Porto 1976-1981.
Viveu em Amsterdão de 1981 a 1989, onde trabalhou como arquiteto e frequentou o Curso de Arquitetura da Academie Voor Bouwkunst Van Amsterdam.
Em 1993 cria o escritório de arquitetura Carlos Castanheira & Clara Bastai, Arquitectos Ldª com a arquiteta Maria Clara Bastai.
Desenvolvendo a sua atividade essencialmente no campo das obras privadas, tem participado em júris de concursos de arquitetura, conferências, orientando cursos, comissariado e organizado exposições, editando e publicando livros e catálogos.
Desde estudante que colabora com o arquiteto Álvaro Siza em projetos em Portugal, mas sobretudo no Estrangeiro.
Em 2005 recebeu o Prémio Nacional de Arquitectura em Madeira – PNAM com a Casa do Avenal. Em 2011 recebeu o Prémio Nacional de Arquitectura em Madeira - PNAM, com a Casa de Adpropeixe, no mesmo ano recebe a Menção Honrosa do Prémio Nacional de Arquitectura em Madeira – PNAM com a Adega Casa da Torre. Em 2015 recebe em co-autoria com o Arq. Álvaro Siza o Prémio Internacional Archdaily - Office Building of the Year 2015 com o Building on the Water - Shihlien Chemical. Neste mesmo ano recebe o Prémio Best Wine of Tourism 2015 – Vencedor regional na categoria de Arquitectura e Paisagem com a Adega Quinta da Faísca e a Menção Honrosa pela Qualidade Estrutural da Obra do Prémio Nacional da Arquitectura em Madeira - PNAM com o projecto do Centro Equestre do Cabo do Mundo. Em 2016 o projecto Building on Water - Shihlien Chemical - é nomeado para o Archmarathon Awards. Em 2016, projecto finalista do Prémio na Plataforma Archdaily, na categoria de Desporto, com o Centro Equestre do Cabo do Mundo. Em 2017 recebe o Prémio Valmor e Municipal de Arquitectura em co-autoria com o Arq. Álvaro Siza com o projecto Terraços do Convento do Carmo.
