Della sua nascita, avvenuta a Clusone, paese della val Seriana in provincia di Bergamo, non si hanno molte notizie, tanto da ipotizzarne la data soltanto tramite documenti successivi nei quali veniva citata la sua età.
È tuttavia noto che il padre Nicola, avendo intuito il potenziale artistico del figlio, lo inviò a Venezia dove fu allievo di Iacopo Negretti detto Palma il Giovane, anch'esso originario di Bergamo.
Dopo un primo matrimonio, del quale tuttavia non vi sono notizie se non la nascita della figlia Giovanna, avvenuta nel 1601, Domenico Carpinoni tornò al paese natio tra la fine del XVI secolo e l'inizio del XVII. Un secondo matrimonio fu celebrato nel 1603 con Elena Uccelli, che diede alla luce altri figli tra cui Pietro, che successivamente continuò, con il figlio Marziale, la dinastia dei pittori Carpinoni.
Di carattere eccentrico, Domenico Carpinoni cominciò a eseguire lavori presso la “Scuola del Rosario” di Clusone all'inizio del XVII secolo, rimanendo inizialmente nell'ambito di piccoli lavori artigianali. La sua abilità successivamente lo portò a crearsi numerosi estimatori, situazione che gli permise di ottenere molte commissioni.
Poche sono le notizie inerenti alla sua esistenza, anche se noto fu che la fama acquisita gli garantì un elevato tenore di vita che mantenne fino alla morte, che lo raggiunse nella sua casa di Clusone all'età di 92 anni.
Esponente del manierismo, risentì notevolmente degli insegnamenti carpiti dal maestro Palma il Giovane, anche se in numerosi suoi dipinti traspare la tecnica che fu di Palma il Vecchio, prozio del suo mentore e conterraneo del Carpinoni.
Fu sempre molto attento alle evoluzioni ed innovazioni pittoriche che si succedevano in tutta Europa, grazie alla continua acquisizione di stampe raffiguranti le più grandi opere del tempo: è logica conseguenza quindi considerarlo interprete del manierismo internazionale.
I suoi dipinti, in gran parte a sfondo religioso, sono eseguiti seguendo quello che viene considerato il modello canonico del XVI secolo, dove la parte superiore del dipinto è destinata al soggetto (la Madonna o i santi), mentre in quella inferiore si trovano figure minori, quali santi secondari o angeli, una sorta di intermediari tra la divinità principale ed i fedeli.
Le sue opere si trovano principalmente negli edifici sacri della provincia di Bergamo, con una maggiore concentrazione nella valle Seriana, terra dove il pittore visse. Sono tuttavia presenti segni della sua presenza anche al di fuori della provincia bergamasca, principalmente nella vicina Val Camonica, tra cui Angolo Terme, Breno, Malegno e Provaglio d'Iseo.
Le prime opere, considerate minori, vennero eseguite artigianalmente per la Scuola del Rosario di Clusone nei primi anni del XVII secolo. Il salto di qualità avvenne dal 1611, quando dipinse la prima vera opera: l’ Annunciazione per il Santuario della Trinità di Casnigo.
A questo seguì, l'anno successivo, il ciclo de Le Sibille per il Santuario della Madonna della Torre di Sovere, paese in cui finirono anche la Visitazione (1613) e l'Adorazione dei pastori (1620). Pochi sono comunque i dipinti esattamente databili, tra i quali il Martirio di S. Lorenzo (tra il 1614 ed il 1624) di Barzizza (frazione di Gandino); l'Assunta di Vertova (1633) e, dell'anno successivo la Madonna in gloria tra i Santi Rocco e Sebastiano collocata nella chiesa della Visitazione di Ludrigno (frazione di Ardesio) e la Madonna in gloria e i santi Lorenzo ed Eleonora nella chiesa delle Orsoline di Gandino.
Madonna in gloria col Bambino e i santi Gottardo, Bernardino, Maddalena, Niccolò e Alessandro, i Misteri del Rosario (264x168), terzo altare a sinistra della basilica di Santa Maria Assunta a Clusone;
Nascita del Battista, olio su tela >(303x2600), parete destra del coro della chiesa parrocchiale di Clusone;
Madonna di Loreto adorata dai santi Carlo Borromeo e Ambrogio, olio su tela (300x200), terzo altare a destra, chiesa parrocchiale di Clusone;
Vergine e san Giuseppe intercedono presso la Trinità, san Gregorio, un disciplino e le anime purganti, olio su tela (305x180), chiesa parrocchiale di Clusone;
Deposizione, olio su tela (242x1890) primo altare a sinistra della chiesa parrocchiale di Clusone;
Pentecoste, olio su tela (277x175), chiesa parrocchiale di Clusone;
Natività della Vergine, olio su tela (245x185), chiesa del Paradiso di Clusone;
Santa Maria Maddalena, olio su tela (176x103), chiesa del Paradiso di Clusone;
Santi Lucia, Lucio e Rocco che contemplano la Madonna che regge il Cristo morto, olio su tela (210x130), chiesa del Paradiso di Clusone;
Madonna del Rosario, santi Domenico e Caterina da Siena, misteri del Rosario, olio su tela (163x130), Chiesa di Sant'Ambrogio vescovo Costa Volpino;
Madonna col Bambino in gloria e i santi Rocco, Remigio e Sebastiano, olio su tela (200x150), chiesa di San Giorio Endine Gaiano;
Madonna col bambino in trono e santi Remigio e Alessandro, olio su tela (250x178), chiesa di San Remigio Endine Gaiano;
Madonna del Rosario e santi Domenico, Caterina da Siena e altri santi, olio su tela (155x150), chiesa di San Marino a Gandellino;
Santi Cristoforo, Rocco e Sebastiano, olio su tela (200x130), chiesa di san Martino a Gandellino;
Madonna in gloria col Bambino e santi Andrea, Avellino e Carlo Borromeo, olio su tela (155x80), chiesa di San Martino Gandellino;
San Domenico adorante l'immagine della Madonna col Bambino, olio su tela (250x125), basilica di Santa Maria Assunta a Gandino e misteri del rosaio, olio su rame;
Madonna col Bambino in gloria e santi Lorenzo e Eleonora, chiesa di San Carlo delle Orsoline di Gandino;
Madonna col Bambino e santi in gloria, venerata dai santi Francesco, Cecilia, Giovanni evangelista, e Andrea olio su tela (275x194) chiesa di San Carlo delle Orsoline Gandino;
Matrimonio della Vergine e annuncio ad Anna e Giocchino, olio su tela (115x168), chiesa di Santa Croce a Gandino;
Lapidazione di Santo Stefano, olio su tela (300x260) e Madonna del rosario con i santi Domenico e Carlo con i misteri del rosario ( 230x170) per la chiesa di Santo Stefano a Rogno;
Santi Lorenzo e Sebastiano, casa parrocchiale di Rovetta;
Madonna in gloria col Bambino e santi Rosso, Maddalena, santo vescovo e disciplini, olio su tela (210x140), chiesa di San Gregorio di Sovere;
Dodici figure di sibille, Visitazione della Vergine alla cugina Elisabetta, Adorazione dei pastori e Assunzione per il santuario della Madonna della Torre di Sovere
Madonna del rosaio con i santi Domenico, Caterina da Siena, Giovanni Battista, Lorenzo e Francesco d'Assini, olio su tela (216x160), chiesa dei Santi Pietro e Paolo di Spinone al Lago;
Madonna col Bambino in gloria e i santi Rocco, Defendente e Sebastiano (170x150), Vergine del Suffragio prega la Trinità per le anime purganti assistita ti san Bartolomeo e da un disciplino (200x152), Madonna del Rosario e santi Domenico, Caterina da Siena e altri santi (160x100) per la chiesa di San Matteo apostolo e Sacro Cuore di Villa d'Ogna;