Filho e neto de fazendeiro, Carlos Chagas nasceu em Oliveira, no oeste de Minas Gerais, em 1879, na fazenda Bom Retiro. Matriculou-se na Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro em 1897 e obteve o grau de Doutor em 1903, com a tese intitulada "Estudo hematológico do paludismo". Sua carreira científica foi marcada pela teoria domiciliatória da malária e pela descoberta da doença de Chagas.

Em 1905, realizou a primeira campanha de profilaxia contra a malária, época de construção das Docas do Porto de Santos (SP), e em pouco tempo conseguiu controlar o surto. Foi a primeira campanha antimalárica de resultados positivos registrada na história desta doença.

Após a volta de Santos, em 1907, ingressou nos quadros do Instituto Oswaldo Cruz, onde trabalhou durante toda a vida e organizou as instalações das seções de anatomia patológica, micologia, fisicoquímica, aplicada à biologia, fisiologia, o hospital destinado ao estudo das doenças tropicais e infecciosas e um laboratório para fazer pesquisas sobre culturas de tecidos.

Em 1909 seguiu para Lassance, em Minas Gerais. Os operários que trabalhavam na estrada de ferro se contaminavam freqüentemente pela malária. Instalou sua casa e seu laboratório em um vagão de trem. Os estudos desta época sobre protozoologia ajudaram-no a descrever um novo protozoário, cujo nome Trypanosoma cruzi é uma homenagem a seu mestre Oswaldo Cruz, e a descobrir a doença de Chagas em 1910.

Recebeu em 1912 o prêmio Schaudinn como homenagem do Instituto de Doenças Tropicais de Hamburgo na Alemanha, pelo melhor trabalho em protozoologia.

Com o falecimento de Oswaldo Cruz, Carlos Chagas substituiu-o na direção do Instituto em 1917. No ano seguinte, foi convocado pelo governo de Venceslau Brás para atuar contra a epidemia de gripe espanhola, que atingiu grande parte da população da capital.

Foi ainda encarregado pelo presidente Epitácio Pessoa de elaborar um novo código para a Saúde Pública. O novo regulamento foi aprovado em 1919 e entrou em vigor a partir de 1920, com o Departamento Nacional de Saúde Pública (DNSP), onde criou diversos serviços especializados em saúde.

Foi ainda professor da Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro, onde inaugurou a cadeira de moléstias tropicais e estabeleceu as bases do estudo de higiene. Faleceu a 8 de novembro de 1934 no Rio de Janeiro.

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