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Licencié en droit en 1830 à l'université de Turin, avocat puis juge à la cour provinciale de Pallanza entre 1835-1837, Carlo Cadorna est élu à la Chambre des députés dans la circonscription de Pallanza en 1840. Il est ministre de l'Éducation sous le gouvernement dirigé par Vincenzo Gioberti.
Le , il est ministre de la Fonction et de l'Instruction publique, sous le gouvernement dirigé par Vincenzo Gioberti, et le il continuera son mandat avec Agostino Chiodo en remplacement de Vincenzo Gioberti, démissionnaire le .
En 1857, il est élu président de la Chambre des députés du royaume de Sardaigne. En 1858, il est sénateur, puis ministre de l'Éducation dans le gouvernement dirigé par Camillo Cavour (1858-1859). En 1864, il est nommé préfet de Turin, et en 1868, ministre du gouvernement Luigi Federico Menabrea. De 1869 à 1875 il est ambassadeur à Londres (Angleterre).