Han ble født i Odense, som sønn av snekkermester Johan Friedrich Tietgen og Barbara Kirstine, f. Wulff.
C.F. Tietgen var en av den danske industrielle revolusjons store drivkrefter. Med utgangspunkt i Privatbanken var han med og stiftet en rekke av sin tids ledende danske industrivirksomheter og institusjoner, se liste nedenfor.
Han stod også bak ferdigstillelsen av Marmorkirken, som offisielt heter Frederiks kirke, som stod ferdig i 1894, 145 år etter at byggingen startet i 1749. Det var også Tietgen som bekostet oppførelsen av Taarbæk kirke i Kongens Lyngby Sogn (Lyngby-Taarbæk kommune). Denne kirken ble innviet i 1864.
Han hadde også kontakt med Lyngby kirke i samme kommune, som han hadde kjøpt av staten i 1868. Kort tid før sin død solgte han Lyngby kirke til kommunen, og ble begravd på Lyngby gamle kirkegård.
Carl Frederik Tietgen var gift med Laura Charlotte, f. Jørgensen.
I 1896 fikk Tietgen en mindre hjerneblødning, som medførte at han i sine siste år var sterkt svekket. En minnehøytidelighet ble arrangert i Marmorkirken 25. oktober, med deltagelse av kongefamilien. Det ble lagt ned minnekranser fra de mange firmaer og foretagender han hadde hatt innflytelse på i sit liv. 29. oktober ble kisten ført fra Marmorkirken i en rustvogn trukket av to sorte hester. 3 000 personer fulgte vognen til Langelinie. Om kvelden nådde rustvognen Kongens Lyngby, der et stort følge med fakler og sognerådet i spissen fulgte vognen det siste stykket til gravstedet på Lyngby gamle kirkegård.
I Odense er flere gater, byens handelsskole, samt handelsområdet Tietgenbyen ved motorveien oppkalt etter bysbarnet.
