Durante la Guerra di liberazione era studente universitario e fu molto attivo nella Resistenza romana. Tra i dirigenti del Comitato studentesco di agitazione fu, con Massimo Gizzio e Vincenzo Lapiccirella, alla testa della manifestazione di giovani romani contro il nazifascismo, che si tenne il 29 gennaio 1944 nella Capitale. La manifestazione si concluse con l'uccisione di Gizzio, ma contribuì a rendere ancor più ramificata l'opposizione armata ai tedeschi occupanti e ai fascisti al loro servizio.
Membro del PCI, collaboratore delle riviste Cinema e Bianco e nero, Carlo Lizzani si inserì, nell'immediato dopoguerra, nel filone del cinema neorealista italiano. Cominciò come attore in Il sole sorge ancora, e lavorò poi, prima di esordire come regista con Achtung banditi!, come aiuto di De Sanctis, Rossellini e Lattuada.
Sull'attività cinematografica di Carlo Lizzani, si veda la scheda di Sauro Borelli.