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.

Im Februar diesen Jahres wird Carsten Wittmoser an der Deutschen Oper Berlin als Escamillo debutieren. Direkt im Anschluss singt er Pizarro in Singapur mit dem Singapore Symphony Orchestra. Im Mai wird er dann am Teatro Real Madrid als Cecco del Vecchio in Rienzi debutieren. Im Sommer singt er bei den Tiroler Festspielen seinen ersten Scarpia in Tosca.