Carlos Malbrán fue hijo de Manuel M. Malbrán y Carlota Figueroa.
Estudió en Buenos Aires y se graduó a temprana edad en la Facultad de Ciencias Médicas de esa ciudad con la tesis¨ La patogenia del cólera.¨
En 1882, la situación sanitaria del país no había mejorado significativamente desde la epidemia de fiebre amarilla de 1871. Entre 1884 y 1887, durante la gestión de Julio Argentino Roca, una serie de epidemias de cólera causaron centenares de muertos en la capital y el interior.
Malbrán impulsó la evacuación de los enfermos al campo y dispuso la cremación de los fallecidos en un intento de controlar la propagación de la enfermedad, por entonces incurable.
Entre 1883 y 1886 fue Practicante del Hospital San Roque (en la actualidad Ramos Mejía, de la Ciudad de Buenos Aires), en diciembre de este último año fue designado para combatir un brote de cólera en la Provincia de Mendoza, cuyo origen provenía de los inmigrantes que arribaban al puerto de Buenos Aires y en tren se dirigían a esa provincia.
En ese entonces, los higienistas comenzaron a reconocer no sólo la necesidad de uniformizar criterios sanitarios sino también de reforzar controles en las ciudades-puerto, para evitar que las enfermedades viajaran de un lugar a otro en esta época de intercambios migratorios.
En 1888, fue encargado por el Gobierno Nacional para efectuar estudios de higiene y bacteriología, en el Instituto de Higiene de Munich, bajo la dirección del Prof. Pettenkofer, y en el Instituto de Higiene de Berlín, con el Prof. Koch.
En 1889, fue jefe de trabajos prácticos de Anatomía Patológica y luego profesor suplente de la misma materia. También fue designado médico de sección de la Asistencia Pública.
En 1890, se hizo cargo de la dirección del Instituto de Anatomía Patológica y siete años más tarde fue designado profesor Titular de Bacteriología.
En 1892, se convertía en el primer Inspector Técnico de Higiene de la Municipalidad.
En 1894, fue Jefe de la sección bacteriológica del Departamento Nacional de Higiene, Miembro del jurado para designar profesor de Medicina Legal y Representante del gobierno de Catamarca ante el Primer Congreso Nacional de Higiene en setiembre del mismo año.
En 1895, fue comisionado por el Ministerio del Interior para estudiar en Europa, con los profesores Behring y Roux, la antitoxina diftérica.
A su regreso, Malbrán, instruyó al personal en la técnica de obtención de suero antidiftérico y los lotes fabricados (en instalaciones transitorias habilitadas en la Isla Martín García), fueron distribuidos gratuitamente en sectores humildes de la población.
En años posteriores, estudió problemas sanitarios en los cuales, debido a la intervención de José Penna, los trabajos ganaron el empuje que permitió la habilitación provisoria de algunos laboratorios en el predio que aun ocupa, siendo la primera construcción terminada el pequeño edificio ubicado en la esquina de la Avda. Velez-Sarsfield y la calle Brandsen. Se lo denominó «Conservatorio de Vacuna Antivariólica» (o antivariolosa).
En 1897, Inaugura el curso de la Cátedra de Bacteriología en la Facultad de Ciencias Médicas, donde se desempeñó hasta 1920.
Posteriormente fue consejero y Vicedecano de la Facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires.
En 1897, fue nombrado catedrático (profesor titular) de Bacteriología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires, en la que se desempeñó hasta 1920 y de la cual también fue Consejero y Vicedecano.
En 1899, es Comisionado por el Gobierno para combatir la epidemia de peste bubónica aparecida en el Paraguay,
En 1900, fue nombrado Presidente del Departamento Nacional de Higiene, cuya gestión administrativa fue muy eficiente y llevó a la práctica una gran cantidad de iniciativas que había propiciado.
Durante su Presidencia en el Departamento Nacional de Higiene, el Doctor Malbrán propuso al gobierno encarar formalmente la profilaxia (sic) nacional contra la lepra, aconsejando la reunión de una conferencia nacional, de la cual fue Presidente.
Promovió hasta su sanción la Ley Nº 4687, de Farmacia.
En 1902, presidió la Conferencia Nacional de Lucha Contra la Malaria.
Ese mismo año fue autorizado a gestionar ante el Directorio del Banco Nacional en liquidación la transferencia de unos terrenos en Barracas, próximos a la Casa de Aislamiento y otros centros asistenciales como el Hospital Guillermo Rawson y los de «Alienados» y «Alienadas», para la construcción del Instituto Nacional de Microbiología y Conservatorio de Vacunas.
En 1903, representó a la Argentina en el Congreso Internacional de Medicina de Madrid.
En 1906, presidió la Conferencia Nacional Sobre la Lepra y al año siguiente fue designado Presidente del Consejo de Salud Pública de la Ciudad de Buenos Aires.
En 1907, representó al país en el Tercer Congreso Argentino Americano en Montevideo.
En 1909, fue designado Miembro de Número de la Academia Nacional de Medicina ( Argentina) en la Sección Biología.
En 1910, resultó elegido Senador Nacional por la provincia de Catamarca. Desde su banca impulsó la aprobación de leyes relacionadas con la salud pública, entre ellas la de vacunación obligatoria, la que establecía el protocolo a seguir frente a la malaria, impuestos sanitarios y normas para la actividad farmacéutica.
El 10 de julio de 1916 fue finalmente inaugurado el Instituto de Bacteriología o de Microbiología, que incluía un depósito de vacunas, una planta de elaboración de sueros, vacunas y materiales biológicos, lo que fue considerado uno de los principales logros de la salud pública argentina de la época.
Fue autor de numerosas monografías y folletos, en 1931 dio a luz la obra ¨Apuntes sobre salud pública¨.
Dictó una gran cantidad de conferencias sobre su especialidad. Escribió sobre: chancro sifilítico, dermatología, lepra, paludismo, higiene alimentaria, difteria, vacunas, tuberculosis, convenios sanitarios, ejercicio de la medicina, legislación sanitaria, sanidad marítima de los buques y puertos, medicina legal
Falleció el 1 de agosto de 1940 en Buenos Aires, ciudad por la que tanto había hecho, sobre todo a través del impulso y las energías volcadas a la cátedra de Bacteriología.
El establecimiento, en cuya creación Malbrán tuvo un papel fundamental y que se convertiría en un importante centro de investigación en microbiología, llevaría en su honor el nombre de Instituto Nacional de Microbiología Carlos G.Malbrán.
“El espíritu de investigación y análisis domina todas las esferas de nuestro labor como la misma aspiración de la verdad: ¿por qué no hemos de esperar un destino serio para el poderoso movimiento científico que se inicia en nuestro país? contamos ya con especialistas que son grandes maestros en la medicina y la bacteriología…”
(Estudio de la patogenia del cólera. Carlos G. Malbrán. Buenos Aires, 1887)