Карла Гуджино родилась в городе Сарасота, штат Флорида. Её отец был итальянцем по происхождению, а мать имела англо-ирландские корни. Родители Карлы развелись, когда ей было два года. Карла была вынуждена жить на два дома: у отца (вместе с братом Карлом-младшим) в Сарасоте и у матери в Калифорнии. Она описывает своё детство, проведённое на обоих побережьях США следующим образом: «Я жила в лачуге с матерью в Северной Калифорнии и в прекрасном доме с отцом. Там были теннисные корты и плавательный бассейн, ездила в Европу на лето. Я чувствовала, что прожила два совершенно разных детства». В 15 лет Гуджино начала заниматься модельным бизнесом, но вынуждена была его оставить из-за небольшого роста.
По совету родных Карла начала брать уроки актёрского мастерства в Лос-Анджелесе. До окончания курсов она успела сняться в роли второго плана в своем дебютном фильме — «Отряд из Беверли-Хиллз». После успеха этой ленты карьера Карлы пошла в гору. Она начала много сниматься. В следующие четыре года было выпущено несколько фильмов и сериалов с её участием.
Первую заметную роль Карла получила в фильме «Жизнь этого парня» в 1993 году. В этой ленте её партнёрами на съёмочной площадке стали Роберт Де Ниро и Леонардо Ди Каприо.
Карла успела поучаствовать в следующих шоу: «Спасённые звонком», «Кто здесь босс?», «Альф», «Доктор Дуги Хаузер» и «Чудесные годы».
В 1992 году Карла Гуджино вместе с Поли Шором получила главную роль в комедии «Зятёк» (англ. Son in Law).
В 1994 году она появилась в видеоклипе группы Bon Jovi на песню «Always».
После нескольких ярких ролей на телевидении Карла начала появляться на больших экранах с завидной регулярностью, ей часто предлагали роли первого плана. Актриса с легкостью перевоплощалась для фильмов любого жанра: она сыграла в романтической комедии «Майкл» с Джоном Траволтой, мелодраме «Любовь к жизни» с Шерилин Фен, триллере «Глаза змеи» с Николасом Кейджем.
Успешной для Карлы Гуджино стала роль Ингрид Кортес в серии фильмов Роберта Родригеса «Дети Шпионов», а также роль Карен Сиско в одноимённом сериале (2003—2004). В телесериале «Предел» (2005—2006) она продемонстрировала свою драматическую игру в роли доктора Молли Эн Кефри. Далее Гуджино приступила к съёмкам в роли Аманды, агента Винсента Чейза в сериале «Красавцы».
В 2007 году она снялась в криминальной драме Ридли Скотта «Гангстер».
