Сын адвоката и пианистки стал профессиональным фотографом в 18 лет, а в 1953 году поступил в Мадридский Институт изучения и практики кинематографии.

Саура дебютировал в  полнометражном кино лентой "Бродяги" (1960), которая проложила в испанский кинематограф дорогу неореализму — стилю, распространённому в те годы во всей Европе.

Этот же стиль присущ и "Охоте" (1966), серьёзной работе, анализирующей раны, нанесённые гражданской войной. Картина получила Серебряного медведя на Международном Кинофестивале в Берлине.

В 1967 году Саура начинает сотрудничество с продюсером Элиасом Керехетой на фильме "Мятный фраппе", дающем начало более известному периоду в его карьере - остросоциальным, откровенным фильмам, исследующим инстинкты человека и феномен сексуальной и моральной закрепощенности, вызванной психологическими травмами в прошлом.

Темы и образы, отшлифованные этим абстрактным стилем, развивались в сотрудничестве с Керехета, который стремился обмануть цензуру и высветить недостатки испанского общества, продолжились в фильмах "Стресс: три, три" (1968), "Нора" (1969) и "Сад наслаждений" (1970). 

"Ана и волки" (1973) представляет замкнутый мир большой усадьбы одной испанской аристократической семьи. По сюжету, в родовой замок приезжает гувернантка-иностранка, Ана и взбудораживает окружающий её мир замкнутой и консервативной семьи, разоблачая таким образом проблемы, которые во многом определяют испанское общество того времени

Лента "Выкорми ворона" (1975) вновь использует тему воспоминаний, противопоставляя взгляд и видение окружающего мира девочки Аны взрослым, авторитарным персонажам.

Самый "испанский" из всех кинорежиссеров, Саура является ведущим кинематографистом своей страны уже более трех десятилетий, раскрывая в своих картинах не только психологические аспекты бытия, но и посвящая фильмы визуальным и музыкальным образам, например музыкальному стилю "фадо" или традиционному испанскому танцу фламенко.

Все сценарии к своим фильмам Карлос Сацупа написал сам или в соавторстве с другими кинодраматургами.