Nel 1951, ad appena 15 anni, interpretò il figlio di Totò in Guardie e ladri, nel 1954 recitò come spalla di Alberto Sordi in Un americano a Roma di Steno. Per Carlo Delle Piane tantissimi ruoli da comprimario sul grande schermo. Fu il regista Pupi Avati a "scoprirlo" e a valorizzare le qualità di questo caratterista schivo e riservato, dall'aspetto molto particolare, chiamandolo a interpretare numerosi film e affidandogli ruoli drammatici, come quello dell'avvocato Santelia in Regalo di Natale. Grazie a questo film, Delle Piane si aggiudicò la Coppa Volpi  per la migliore interpretazione maschile alla Mostra del cinema di Venezia nel 1986. Nel corso della sua carriera lavorò con alcuni tra i più grandi attori e registi, come Aldo Fabrizi, Eduardo De Filippo, Mario Monicelli, Vittorio De Sica, Vittorio Gassman. Nel 2005 interpretò Tickets, film diretto a sei mani da Ermanno Olmi, Ken Loach e Abbas Kiarostami.