Su nombre completo era Carl Otto Keil-Möller, y nació en Gotemburgo, Suecia.
Debutó como actor teatral en 1915 en el Komediteatern, donde trabajó hasta 1921.
Al siguiente año se comprometió con Albert Ranft en el Helsingborgs stadsteater.
Posteriormente, en 1927–1935, fue director en el Lorensbergsteatern, y en 1935–1939 escribió guiones para SF Studios, trabajando como director en el Teatro Dramaten hasta su jubilación en 1956.
Carlo Keil-Möller falleció en 1958 en Sövde, Suecia, siendo enterrado en el cementerio de dicha localidad.