Nel 1907 Carlo Feltrinelli costituisce - insieme a Giacomo, Francesco e alla Banca Feltrinelli - la Società di imprese e costruzioni fondiarie, mentre nel 1910 diventa socio di maggioranza, a nome della Banca Feltrinelli, della Società costruzioni moderne.
Nel 1913 due gravi lutti colpiscono la famiglia Feltrinelli e in particolare Carlo: la morte del fratello Pietro, avvenuta nel mese di gennaio, e la morte del prozio Giacomo, avvenuta il 26 febbraio.
Con la morte di quest'ultimo, Carlo assume il ruolo di capofamiglia e per ricordare la figura di Giacomo Feltrinelli finanzia, nel 1913, la fondazione dell'Istituto industriale milanese Giacomo Feltrinelli (1) per periti tecnici, di cui manterrà sempre la presidenza, ricevendo nel 1931 una medaglia d'oro per l'istruzione pubblica per l'impegno in questa attività.
La conferma della posizione ricoperta da Carlo nell'ambito dell'impero industriale e finanziario della famiglia arriva con la sua nomina, nel 1915, a membro autorevole del comitato centrale amministrativo del Consorzio per le sovvenzioni sui valori industriali, incarico che sarà confermato fino al 1933.
Con la guida di Carlo la famiglia Feltrinelli raggiunge i vertici del capitalismo italiano, in particolare nell'ambito degli ambienti finanziari nazionali ed internazionali.
Nel 1918 Carlo deve comunque superare un momento difficile della sua vita professionale e privata. Il 4 marzo 1918, infatti, viene arrestato, insieme con altri amministratori della Società anonima cascami, con l'accusa di aver fornito alla Germania, attraverso la Svizzera, 700 tonnellate di filati e cascami di seta per la preparazione di materiali bellici. Feltrinelli, e con lui tutti i dirigenti della società - tranne il presidente, che viene rinviato a giudizio e poi condannato a cinque anni di reclusione in un carcere militare -, restano in prigione per circa sei mesi, fino alla sentenza di proscioglimento.
Nel 1919 Carlo viene incaricato di essere il liquidatore della Banca Feltrinelli, sciolta il 6 dicembre dello stesso anno. Al posto della Banca Feltrinelli viene costituita, il 16 dicembre 1919, sotto forma di società per azioni, la Banca Unione, la quale, nel 1921 acquista quasi cinquantamila titoli del Credito Italiano diventandone, così, uno dei principali azionisti.
Il primo presidente della Banca è il deputato Odorico Odorico, industriale dell'edilizia, sostituito poco tempo dopo da Carlo Feltrinelli, che resterà presidente dell'istituto fino alla sua morte, avvenuta nel 1935.
Nella prima metà degli anni Venti Feltrinelli è uno dei finanzieri più importanti e conosciuti in Italia, diventando il punto di riferimento per una serie di iniziative a livello nazionale e internazionale. È promotore, per esempio, insieme a Giovanni Agnelli, Riccardo Gualino, Piero Puricelli, Giovanni Lancia, Piero Pirelli e Silvio Crespi della S.a. Autostrada Torino-Milano, mentre in Austria è tra gli artefici dell'acquisizione del pacchetto azionario di maggioranza della Steirische Wasserkraft und Elektrizitats Aktiengesellschaft (Steweag) di Graz.
Sempre in quegli anni Carlo Feltrinelli assume anche gli incarichi più prestigiosi.
Ad esempio, nel 1922, Carlo Feltrinelli diventa vice presidente della Edison, la principale società che ha portato l'elettricità in Italia e della quale assumerà la presidenza nel 1930.
Nel 1924, insignito del titolo di grand'ufficiale della corona d'Italia, Carlo Feltrinelli assume l'incarico per conto del governo italiano, di rappresentare l'Italia nel consiglio generale della Reichsbank, la banca centrale tedesca, secondo quanto stabilito dal trattato di Versailles. Feltrinelli è scelto da Mussolini, sia per la sua esperienza finanziaria sia per l'alta conoscenza del mondo tedesco e il suo nome era stato segnalato al presidente della Reichsbank, Hialmar Horace Greely Schacht, che a sua volta lo aveva proposto al direttore centrale della Banca d'Italia, Bonaldo Stringher.
Carlo Feltrinelli diventa presidente della Federazione fascista delle imprese del legno nel 1928, anno in cui raggiunge l'apice della sua carriera quando, alla morte di Federico Ettore Balzarotti, viene nominato presidente del Credito Italiano. Feltrinelli era stato nominato consigliere di amministrazione del Credito Italiano nel 1924, dopo l'uscita del finanziere Riccardo Gualino mentre nel 1926 Feltrinelli aveva assunto la carica di vice presidente.
Ulteriori incarichi vengono assunti da Carlo nel corso degli anni Dieci e Venti come quelli di consigliere, amministratore e presidente di decine di imprese industriali, finanziarie, immobiliari e bancarie italiane ed estere. È consigliere della Columbus (poi Motor Columbus), amministratore di aziende con sede a Calcutta, amministratore della Compagnia italiana di Estremo Oriente, presidente della Banca italo-egiziana, amministratore delle Imprese elettriche dell'America latina, solo per citarne alcune, anche se l'incarico e gli impegni di Feltrinelli come presidente del Credito Italiano assorbono gran parte dei suoi impegni professionali.
Il 27 giugno 1925 Carlo Feltrinelli aveva sposato Giannalisa Gianzana, figlia del direttore centrale della Banca commerciale Mino Gianzana. Il 19 giugno 1926 nasce Giangiacomo Feltrinelli, mentre l'anno dopo, il 13 novembre 1927, nasce Antonia (detta Antonella).
Nel 1928, al ritorno da un viaggio al Cairo in qualità di presidente della Banca italo-egiziana, i coniugi Feltrinelli vengono invitati nella tenuta di Umberto La Mandria. Qui durante una battuta di caccia, la moglie Giannalisa rimane ferita alla testa da un colpo di fucile sparato da Carlo Orsi, amministratore delegato del Credito Italiano, ferita che le causerà la perdita dell'occhio destro.
Nel 1932 Carlo Feltrinelli ottiene, per la Società Fratelli Feltrinelli, la concessione in esclusiva per tutto il territorio nazionale, del commercio dei legnami russi per conto dell'Unione sovietica, mentre nel 1934 ottiene dagli Stati uniti una delle prime licenze della Manosite Corporation per produrre pannelli in fibra.
All'inizio degli anni Trenta Carlo entra in rotta di collisione con alcune scelte di politica fiscale del Governo, che accusa i Feltrinelli e le loro società di detenzione illegale di capitali all'estero, proprio nello stesso periodo in cui stava cercando di districarsi nella complicata partita riguardante i nuovi assetti della grandi banche e delle maggiori imprese elettriche italiane all'indomani della costituzione dell'Istituto per la ricostruzione industriale (IRI), avvenuta nel 1933, in seguito al continuo aggravarsi della crisi economica.
Nel 1934 Carlo, e il fratello Antonio, sono sospettati dalle autorità italiane di costituzione illegale all'estero di disponibilità liquide e mobiliari. Nel corso del 1935 l'inchiesta mette in evidenza che, oltre ai due fratelli, anche la madre, Maria von Pretz, aveva un proprio dossier in un istituto di credito svizzero, dove era stata rilevata la presenza a suo nome di titoli esteri per un valore di due milioni di lire e lingotti d'oro per 165 chili. Il 6 novembre 1935 Carlo Feltrinelli tenta una mediazione per mettere al riparo la madre, ufficialmente l'unica accusata del reato, dato che lui e Antonio erano risultati formalmente in regola.
Il 7 novembre 1935 Carlo Feltrinelli partecipa ad un incontro con Alberto Beneduce, presidente dell'IRI, negli uffici della Bastogi, alla presenza di Giacinto Motta. Durante il colloquio Beneduce gli aveva comunicato la richiesta di dimissioni da presidente del Credito Italiano e da tutti gli incarichi fino a quel momento ricoperti per conto della banca. In quel momento, infatti, Carlo Feltrinelli risultava a vari titoli in più di trentanove società, molte delle quali erano passate sotto la gestione dell'IRI.
Durante l'incontro Carlo Feltrinelli viene colto da un malore improvviso, un infarto o embolo. Trasportato a casa, in via Andegari, morirà il giorno dopo, l'8 novembre 1935, all'età di cinquantaquattro anni. La coincidenza della morte di Carlo Feltrinelli e dell'incontro avvenuto con Beneduce fece ipotizzare da parte della stampa nazionale, nei giorni successivi e per diversi mesi, la tesi del suicidio quale causa del decesso, in seguito sostituita da quella del malore, giustificato dal fatto che Carlo Feltrinelli soffriva di cuore.
Con la scomparsa di Carlo Feltrinelli la gestione degli affari passa al fratello Antonio che diventa la nuova guida del gruppo, ma che mantiene per pochi anni, morendo poco più che cinquantenne nel 1942, pochi mesi dopo il suo matrimonio con Luisa Doria.

Note
1. Nel 1935 l'Istituto cambia la sua denominazione in Regio Istituto tecnico industriale Giacomo Feltrinelli. Dopo il secondo conflitto mondiale assume la denominazione di Istituto tecnico industriale Giacomo Feltrinelli. Attualmente la sua denominazione è Istituto tecnico industriale statale Giacomo Feltrinelli.