Cursó las primeras letras en una escuela particular, con una tía paterna que enseñaba a leer con La Cartilla, manual popular del viejo método alfabético, y concluyó sus primeros estudios en la escuela pública de Heredia. La segunda enseñanza lo hizo en el Liceo de Heredia, que entonces estaba bajo la dirección de don Carlos Gagini. Aquí recibió lecciones de Castellano con el profesor Luis Dobles Segreda. En la Escuela Normal de Heredia, durante la regencia de Arturo Torres, obtiene el título de Maestro Normal en 1919. Sus maestros fueron: Roberto Brenes Mesén, Joaquín García Monge, Omar Dengo. Estableció amistad con Carmen Lyra, Luisa y Lilia González y Adela Ferreto, que después se convertiría en su compañera de vida, de lucha y del trabajo creativo.

Inició su labor como docente en la escuela de Esparza. Después laboró en distintas escuelas rurales del país y por último, en la escuela Porfirio Brenes, de San José. Más adelante fue profesor de Castellano en el Colegio Superior de Señoritas. Impartió lecciones de Pedagogía; Literatura infantil; Historia de la educación y Metodología en la Escuela Normal de Costa Rica, donde finalmente sirvió como su director. En la Universidad de Costa Rica, impartió las cátedras de Literatura costarricense y Apreciación literaria. Desempeñó el profesorado en materias de su especialidad fuera del país: en la Escuela Normal de México y en la Escuela Normal "Justo Arosemena" en Panamá.

Entusiasta alumno y profesor consecuente, pleno de esperanza y humildad, hombre respetado por quienes le conocieron personalmente a través de sus escritos, Carlos Luis Sáenz dedicó su vida a la enseñanza, a las luchas sociales y a la pluma.

Fue marxista y candidato a la presidencia de la República por el Partido Vanguardia Popular, en 1940, pero es el suyo el caso de un intelectual, no de un revolucionario y con algunas excepciones ocasionales, su obra poética está al margen de la propaganda y de las tendencias políticas y sociales. Debido a su posición política fue separado de su labor en el magisterio por muchos años.

Para poder subsistir se dedicó a elaborar textos para la escuela, a redactar discursos políticos y poemas sobre la actualidad, la paz, la igualdad, la solidaridad entre los hombres y los pueblos, a grabar el pasado, la tradición y a soñar con años venideros más justos para todos. Desde 1936 hasta 1947 dirigió y editó la revista para niños "Triquitraque", una de las mejores que se han editado en nuestro país y que lo revelaron como antologador de excelente criterio, de una gran cultura y sensibilidad.

Lo folclórico y lo anecdótico están presentes en sus escritos no a manera de decoración sino incorporados con una fuerza avasalladora que, con simultaneidad, enriqueció la fantasía que suele unir de manera admirable con la realidad. Todo esto se debe a que Carlos Luis Sáenz dedicó gran interés y respeto al pueblo, lo estudió con amor y sintió la viva emoción del que recolecta el saber tradicional.

Por su extensa obra, los adultos, los jóvenes y sobre todo los niños, lo tendrán presente cuando penetren al mundo de la magia y el misterio de la tradición, recitarán sus poemas, contaran sus cuentos y jugaran felices representando sus dramatizaciones.

Carlos Luis Sáenz colaboró para gran cantidad de revistas: "Repertorio Americano", "Brecha", "Costa Rica de Ayer y Hoy", "Triquitraque", "Farolito" , y para los diarios: "La Nación", "La República", "La Prensa Libre", "La Hora", semanario "Libertad" y para el periódico "Trabajo".

En 1966 la Dirección de Artes y Letras del Ministerio de Educación le concedió el Premio Nacional de Cultura Magón y en 1974 ganó el Premio Nacional Aquileo J. Echeverría en la rama de Cuento que otorga el Ministerio de Cultura, Juventud y Deportes.

Su obra publicada incluye: teatro infantil, poesía, narraciones y compilaciones de leyendas. La mayor parte de su obra esta dedicada a la niñez, pero también tiene literatura para adultos.

Entre sus libros publicados más importantes se encuentran: Navidades, 1929; Mulita mayor, 1949; Maternal, 1953; Cuatro estampas de Guanacaste, 1955; Costarriqueñas del 56, 1956; Memorias de alegría, 1957; Las semillas de nuestro Rey, 1958; El abuelo cuentacuentos, 1975 y muchos otros más.

Murió en la ciudad de San José en 1983.