Carles Fages de Climent neix a Figueres el 16 de maig de 1902. El seu pare, Ignasi Fages i de Climent, és advocat i enginyer agrònom i té la llicenciatura de Filosofia i Lletres. La seva mare, Lluïsa de Climent i de Contreras, dona brilant i culta, amb estudis de magisteri, influeix molt decisivament en la vida cultural del seu fill Carles, que de petit estudia a Castelló d'Empúries. El 1913 inicia el batxillerat a Barcelona, primer al col·legi dels jesuïtes de Sarrià i després al del carrer Casp. El 1919 comença a estudiar a la Universitat de Barcelona les carreres de Dret (en farà dos cursos) i Filosofia i Lletres, de la qual obté la llicenciatura el 1923. Durant aquesta etapa connecta amb els intel·lectuals barcelonins noucentistes, sobretot amb Eugeni d'Ors. Posteriorment va a Madrid per fer el doctorat i coneix Valle Inclán, Pío Baroja i Federico García Lorca.

De ben jove guanya un premi literari als Jocs Florals de l'Empordà a Figueres (1917) i poc després un premi als Jocs Florals de Girona (1920). El poeta Josep Maria López-Picó l'invita a publicar les seves poesies a La Revista, un destacat mitjà cultural del Noucentisme.

El 8 de juliol de 1923 participa en la fundació de la Unió Socialista de Catalunya que presideix l'escriptor Gabriel Alomar. Des de la secció de cultura d'aquest partit col·labora en el seu setmanari Justícia Social. Al llarg de la seva vida escriu a diversos diaris i revistes com El Dia de Terrassa, El Correo Cartalán, La Vanguardia, La Nova Revista i Canigó.

Integrat plenament en la vida cultural barcelonina, publica els primers llibres de poemes, de temàtica empordanesa: Les bruixes de Llers (1924) –amb il·lustracions de Salvador Dalí i pròleg de Ventura Gassol– i Tamarius i roses (1925). En aquests anys obté un premi extraordinari en els Jocs Florals de Barcelona pel poema «El banc de "si no fos"» i passa a ser secretari de redacció de la Revista de Poesia que dirigeix Marià Manent. El 1928 publica la seva primera obra de teatre, la tragèdia en vers El bruel. Continua com a dramaturg amb la farsa El jutge està malalt (1935) i la tragèdia La dama d'Aragó (1955).

L'any 1926 es casa amb Ramona Mir amb qui tindrà quatre fills. En el seu viatge de noces a París visita el seu amic escriptor Ventura Gassol, que està empresonat juntament amb Francesc Macià pels fets de Prats de Molló. Posteriorment, abans de la proclamació de la Segona República, Fages de Climent fa una llarga estada a la capital francesa amb la voluntat d'estudiar la llengua i la cultura franceses. En col·laboració amb Alfons Maseras publica Fortuny, la mitad de una vida (1932). En el camp de la narrativa destaca la biografia novel·lada, Climent (1933), on els protagonistes són un rebesavi i un besavi de l'autor. Anys més tard fa una altra incursió en la producció en prosa amb l'obra Vila-sacra, capital del món (1967).

Des del 1934 fa classes d'història a l'Instiut Escola Pi i Margall de Barcelona, d'on és destituït al començament de la guerra civil. El 18 de julol de 1936 intenta fugir amb la seva família cap a França, però és detingut pel comitè antifeixista de Castelló d'Empúries. Gràcies a la intervenció de Ventura Gassol és alliberat i es trasllada a Barcelona on és novament detingut fins que la seva esposa aconsegueix l'alliberament. Aleshores ingressa voluntari a l'exèrcit republicà i fa tasques d'alfabetització. Acabada la guerra, el seu accentuat conservadorisme el porta a participar directament en actes d'adhesió a Franco i a ocupar, amb membres de la Falange, l'Ateneu Barcelonès. El 1938, en plena guerra, publica en edició bilingüe Sonets a Maria Clara.

Fins a 1950 no publica una nova obra, ara d'evocació nadalenca, el Poema dels Tres Reis. El 1953 apareix l'edició mecanoscrita del Primer llibre d'epigrames, gènere popular que amplia als anys 1957 i 1960. Pòstumament, el 1990, s'edita el recull de 1960 amb el títol de Cent consells d'amor que amb els llibres anteriors compilen un miler de composicions que escriu amb el pseudònim "Lo Gaiter de la Muga". Dins d'aquest àmbit popular es pot incloure la publicació de les auques El triomf i el rodolí de la Gala i el Dalí (1961) i l'Auca del sabater d'Ordis (1966).

La seva obra més emblemàtica és la Balada del sabater d'Ordis (1954) que es publica amb un pròleg d'Eugeni d'Ors i il·lustracions i epíleg de Salvador Dalí. És un poema extens, en quartets, que presenta la vida d'un personatge peculiar, un sabater trastocat, en plena geografia física i humana empordanesa. El 1958 rep el Premi Ciutat de Barcelona per l'obra Primer llibre de sonets on destaca el seu estil classicitzant. Aquest poemari ampliat constituirà el llibre pòstum Sonets (Primer i segon llibre) (1979). Per altra banda, l'autor passa els darrers anys de la seva vida en la confecció d'un gran poema èpic, Somni de cap de Creus (2003), integrat per una quarantena de cants. Hi reflecteix el pas del paganisme grecollatí al cristianisme amb una abundant presència de la mitologia d'ambdues cultures.

Després d'un agreujament de la seva malaltia hepàtica, mor a Figueres l'1 d'octubre de 1968.