Recibe su formación en la Escuela de Artes Plásticas y Aplicadas de Caracas (1948-1950) mientras asiste, simultáneamente, al Taller Libre de Arte. Allí produce algunas de las primeras obras abstractas del arte venezolano. Se traslada a París en 1950, donde se vincula a Los Disidentes. En la Galerie Arnaud (1952) expone sus Polípticos: planos pictóricos manipulables que, mediante bisagras, pueden ser transformados por el espectador. Es el único latinoamericano invitado a la exposición sobre la Síntesis de las Artes organizada por Le Corbusier en ocasión del IX Congrès International d’Architecture Moderne (Aix-en-Provence, Francia, 1954).
Regresa a Venezuela en 1955 y durante la segunda mitad de la década realiza esculturas en hierro, entre las que destaca Estable n° 1, primera pieza abstracta premiada en el país, en el XVIII Salón Oficial Anual de Arte Venezolano (1957). Con sus policromías murales para la Facultad de Odontología (1956-1958) de la Ciudad Universitaria de Caracas, participa en la experiencia de integración de las artes llevada a cabo por el arquitecto Carlos Raúl Villanueva. Sus pinturas en laca sobre madera, que realiza desde sus años en París, alcanzan su plenitud a finales de esta década.
Durante los primeros años sesenta, vuelve a París y suscribe los principios del movimiento informalista. Esta búsqueda por terrenos alejados de la geometría, cuyos resultados plasma en una serie de pinturas que evocan escenas marinas, llega a su fin con la exposición El Nereida (Museo de Bellas Artes, Caracas, 1965).
En 1965 viaja a Roma, donde tiene lugar su retorno a la estética geométrica. Sus Obras transformables de este período son presentadas en la Galleria d’Arte Fiamma Vigo de la capital italiana (1966) y, ya de regreso en Caracas, en la Sala Mendoza (1967). Acompañan estas muestras al lanzamiento del movimiento expansionista, que Carreño lideró mediante la proclama de manifiestos y la organización de exposiciones colectivas. El expansionismo proponía, primordialmente, convertir al espectador en partícipe de la transformación de la obra de arte, y se valía así de artefactos mecánicos y lumínicos para crear imágenes virtuales, espacios ambiguos y estructuras dinámicas. Sus Cajas luminosas transformables se suman también a esta propuesta, que alcanza su cima con la exposición Imágenes transformables (Estudio Actual, Caracas, 1971) y la monumental ambientación para la XXXVI Bienal de Venecia (1972).
Este último año recibe el Premio Nacional de Artes Plásticas. A partir de entonces, los reconocimientos y las exposiciones antológicas se suceden; sobresale entre éstas la celebrada en el Museo Español de Arte Contemporáneo (Madrid, 1983). Su prolífica producción continuará a lo largo de las décadas siguientes, con el tratamiento de temas frecuentados en etapas precedentes: nuevas series de Obras transformables, motivos marinos según una síntesis abstracto-figurativa y composiciones geométricas en pinturas y murales.
