Completati gli studi presso un collegio di gesuiti della sua città, la carriera di Zafón inizia in ambito pubblicitario, divenendo direttore creativo di un'importante agenzia.
Intanto scrive un romanzo per ragazzi dal titolo "El Príncipe de la Niebla" (Il principe della nebbia), che viene pubblicato nel 1993. Il romanzo gli vale subito il premio Edebé (letteratura per ragazzi), fatto che spinge Zafón a continuare sulla strada della letteratura, viene pubblicato in Italia dall'editore SEI frontiere. Separatosi dalla moglie, lascia il lavoro di direttore creativo dell'agenzia di pubblicità per trasferirsi negli USA, a Los Angeles (California), città dove risiede dal 1994. Qui inizia a lavorare per Hollywood scrivendo sceneggiature per il cinema.
I suoi libri successivi si intitolano "El Palacio de la Noche", "Las luces de Septiembre" (questi due insieme alla sua opera di esordio costituisce "La Trilogía de la Niebla" - La trilogia della nebbia) e "Marina" (romanzo adatto ai ragazzi ma apprezzato anche dagli adulti).
Nel 2001 viene pubblicato il suo primo romanzo destinato interamente ad un pubblico adulto: il titolo è "La Sombra del Viento" (L'ombra del vento). Il libro esce in sordina in Spagna, poi grazie al passaparola degli entusiasti lettori, l'opera raggiunge il vertice delle classifiche letterarie spagnole ed europee, divenendo di fatto un vero e proprio fenomeno letterario. Oltre otto milioni sono le copie vendute nel mondo: acclamato come una delle grandi rivelazioni letterarie degli ultimi anni, il libro viene tradotto in oltre 40 lingue, ottenendo numerosi premi a livello internazionale. Alla fine del 2003, arriva alla sua 29ma edizione. In Italia viene pubblicato nel 2004 da Mondadori, che arriverà alla ristampa numero 38 per il 2011.
Carlos Ruiz Zafón collabora regolarmente con le pagine culturali dei quotidiani "El País" e "La Vanguardia".
Il 17 aprile 2008 esce per l'editore spagnolo Planeta il suo secondo romanzo "El Juego del Ángel" (Il gioco dell'angelo); la tiratura iniziale di questa opera è la più alta di sempre per una prima edizione spagnola.
Pochi mesi dopo, il 25 ottobre 2008, esce per Mondadori la versione tradotta in italiano, che in breve scala le classifiche di vendita.
Nel giugno del 2009 esce tradotto in italiano anche il romanzo "Marina" che diventa uno dei libri più letti
dell'estate.
Aprile 2010, esce in Italia "Il palazzo della mezzanotte", secondo romanzo di Zafon, pubblicato per la prima volta in Spagna nel 1994.
Finalmente il 13 maggio 2011 esce anche in Italia "Le luci di settembre" unico romanzo ancora non tradotto.
In Spagna fu pubblicato per la prima volta nel 1996
