Carlo Mancini est né dans une famille milanaise de la lignée ancienne et noble. Il est le fils de Francesco Mancini et de son épouse la comtesse Lucrezia di Belgiojoso. Son ardent patriotisme le pousse à s'engager dans l'armée franco-piémontaise aux côtés de son frère Ludovico lors de la Campagne d'Italie (1859). Il grandit dans un climat culturel libéral et dans un environnement artistique très riche au contact de quelques-unes des figures de proue de l'univers musical de Milan, les invités réguliers de la villa familiale à Merate : Gioachino Rossini, Vincenzo Bellini, Gaetano Donizetti et Giuseppe Verdi ainsi que Arrigo Boito, avec qui il lie une étroite amitié. C’est probablement le peintre paysagiste Rinaldo Barbiano di Belgiojoso, un oncle du côté de sa mère, qui le premier l'intéressa à la peinture.