Lee fez sua primeira aparição no filme Human Desire (1954). Lee interpretou um traficante de heroína, o papel central na peça ganhadora do Obie Award, The Connection . Ele apareceu na versão cinematográfica lançada em 1961.

Lee apareceu em filmes como A Man Called Adam (1966), contracenando com Sammy Davis, Jr. e Cicely Tyson , e no filme blaxploitation Superfly (com Ron O'Neal , 1972). Ele também apareceu na televisão em programas como The Defenders , Mannix e Good Times ("Surpresa de Willona", 1977), nos quais interpretou o ex-marido de Willona Woods, Ray, que faz investidas sexuais de Thelma Evans ( Bernadette Stanis ).

Enquanto filmava The Connection, Lee se apaixonou por sua diretora Shirley Clarke . O relacionamento deles durou quase 30 anos até a morte de Lee.

Lee sofreu um vício em heroína que o levou a contrair AIDS de uma agulha hipodérmica suja. Isso levou à sua morte por overdose em 1986. Em uma entrevista de 2000, o cineasta James Toback afirmou: "No tipo de mundo moderno de Nova York, Carl Lee era o ícone do ator negro da moda. Ele era para as pessoas modernas o que Sidney Poitier era para as pessoas convencionais. "

Pais: Canada Lee, Juanita Waller Lee