Carsten Wittmoser wurde in Essen geboren. Parallel zu einem Studium der Wirtschaftswissenschaften liess er seine Stimme privat bei Hendrikus Rootering ausbilden. Nach Abschluss seines Studiums erhielt er sein erstes Festengagement an der Stuttgarter Staatsoper. Es folgten Festengagements am Landestheater Linz, dem Stadttheater Freiburg und an der Hamburgischen Staatsoper. 

An diesen Häusern sang er Partien wie Seneca in Die Krönung der Poppea, Sarastro in Die Zauberflöte, Colline in La Boheme, Eremit in Freischütz, Raimondo in Lucia di Lammermoor, Doktor in Wozzeck, Don Alfonso in Cosi fan tutte, Landgraf in Tannhäuser, Sparafucile in Rigoletto und viele andere.


Gastengagements führten ihn unter anderem an die Staatsoper Berlin als Landgraf, die Bayerische Staatsoper und an die Volksoper in Wien. Ausserdem gastierte er an Bellas Artes Mexico als Rocco in Fidelio, an der Seattle Opera als Ramfis  in Aida und Daland in  Der Holländer (nachdem er dort beim Wagner-Competition zu den Finalisten gehörte) sowie bei den Tiroler Festspielen als Rocco und Pogner. 

Er wirkte bei einer konzertanten Aufführung von Strauss´ Daphne unter der Leitung von Semyon Bychkov mit, die für Decca eingespielt wurde. In Linz sang er unter der Leitung von Dennis Russel Davies beim Brucknerfest den Fafner im Rheingold. Bei den Gergiev Festspielen in Rotterdam war er als Erster Nazarener in Salome unter der Leitung von Gergiev zu hören. Am Volkstheater Rostock sang er König Marke bei einer konzertanten Aufführung von Tristan und Isolde.

Im Konzertbereich sang er bereits im Wiener Musikverein unter der Leitung von Ton Koopman, in der Stuttgarter Liederhalle unter der Leitung von Helmut Rilling, beim Festival von Lugano unter der Leitung von Martha Argerich, im Herkulessaal in München und beim Luzern Festival unter der Leitung von Mariss Jansons sowie in Taiwan mit dem Taiwan Symphony Orchestra.

Seit 2009 erweitert er sein Repertoire um Partien des dramatischen Bariton/Heldenbariton Fachs. So sang er an der komischen Oper Pizarro, Germont und die Bösewichte in Hoffmann´s Erzählungen, an der Opera de Bogotá Germont, am Bremer Opernhaus den Simone in Eine florentinische Tragödie von Zemlinsky sowie beim Bard Summerscape in New York zuletzt den Jupiter in Strauss´ Die Liebe der Danae.

In 2012 debutierte Carsten Wittmoser an der Deutschen Oper Berlin als Escamillo. Direkt im Anschluss sang er Pizarro in Singapur mit dem Singapore Symphony Orchestra. Im selben Jahr debutierte er dann am Teatro Real Madrid als Cecco del Vecchio in Rienzi. Bei  den Tiroler Festspielen sang er seinen ersten Scarpia in Tosca. Zuletzt sang er den Basilio im Opernhaus Bellas Artes in Mexico City.

2013 sang er unter anderem Peter Besenbinder in Hänsel und Gretel wiederum an Bellas Artes Mexico City, sein Debut in der Carnegie Hall als Lord Humphrey in Marschner's Der Vampir mit dem American Symphony Orchestra, Pizarro am Opernhaus in Detroit sowie sein Rollendebut als Holländer in St. Gallen und Bremen. Im Sommer debütierte er in Bayreuth als Cecco del Vecchio in Rienzi , unter der Leitung von Christian Thielemann.

Im August 2013 sang er die Bass-Partie in der 9. Symphonie von Beethoven mit der Deutschen Kammerphilharmonie unter der Leitung von Paavo Järvi in Sao Paulo. 

Zuletzt kehrte er als Sarastro in Die Zauberflöte zurück an das Opernhaus Bellas Artes von Mexico City.