Se formó bajo la dirección del humanista Rodolfo Iracinto antes de trasladarse a Florencia para completar sus estudios sobre escritos antiguos junto a Benedetto Varchi.
En 1557 sostuvo un dura polémica con Lodovico Castelvetro, que había criticado su canción Venite all'ombra de' sombra de' gran gigli d'oro; Caro fingió durante un tiempo no darse por aludido, pero, tras haber sido desafiado abiertamente, hizo imprimir una mordaz apología de su obra. Castelvetro buscaba el enfrentamiento hasta tal punto que le ofreció a Benedetto Varchi pagar los gastos de imprenta. Los entendidos se mostraron divididos sobre la disputa: mientras Benedtto Varchi era partidario de Caro, Ludovico Muratori destacó la erudición de Castelvetro y lo acertado de sus críticas (aunque debe tenerse en cuenta que Castelvetro y Muratori eran compatriotas). Antonfederigo Seghezzi intentó mantener una cierta equidistancia entre las dos posiciones. El eco de esta polémica en sentido alegórico y estilístico llegaría hasta algunos sonetos del joven Leopardi.
Su primera obra fue una canción escrita en honor de la Casa de Valois, titulada Venite all'ombra de gran gigli d'oro, a la que siguieron los sonetosI Mattacchi y La Corona.
Fue autor de un libro de Rimas de inspiración petrarquista.
Fue también un importante comediógrafo: su comedia Gli Straccioni es un importante ejemplo de teatro erudito renacentista que generó una gran división en la Roma del s. XVI.
Sus Cartas familiares (Lettere famigliari), conformadas por casi ochocientas cartas, ofrecen un material documental de primer orden así como una importante fuente de informaciones sobre la cultura renacentista. En las cartas se tratan temas literarios y religiosos y otros relativos a costumbres y eventos políticos y militares.
Tras su muerte se publicó una obra musical en su honor: la Corona della Morte (cuyo título completo era La Corona della Morte dell'illustre Signore, il. Sig. Comendator Anibal Caro) impresa en Venecia en la imprenta de Girolamo Scotto en 1568, a cargo de Giulio Bonagiunta de San Ginesio y dedicada al noble Giovanni Ferri de Macerata.[1][2]
Mario Sterzi, Studi sulla vita e sulle opere di Annibal Caro, en Atti e memorie della Deputazione di storia patria per le Marche, n. s., V (1908); VI (1909-10); IX (1913);
Mario Sterzi, Annibal Caro inviato di Pier Luigi Farnese, en Giornale storico della letteratura italiana, LVIII (1911);
Mario Casella, Annibal Caro segretario di Ottavio Farnese, en Bollettino storico piacentino, VIII (1913);
Domenico Achille Capasso, Note critiche sulla polemica tra il Caro e il Castelvetro, Napoles, 1896.