Точная дата рождения неизвестна, но ориентировочно это 1640-е годы. Он родился в Курске в семье подьячего (мелкого чиновника). Мирское имя историкам установить не удалось. Около 1670 года Карион принял монашеский постриг — по одним данным в Путивльской Молченской пустыни, по другим — в самом Курске. Позже он переехал в Москву. Там его путь сложился так: он познакомился с Сильвестром Медведевым (который был его родственником — его брат был женат на сестре Медведева), и тот помог ему поступить в школу при Заиконоспасском монастыре. Там его учителем стал Симеон Полоцкий. С 1679 года он начал службу на Московском Печатном дворе: сначала как книжный писец и чтец, а с 1682 года — как справщик (редактор). В 1698–1701 годах занимал должность начальника Печатного двора. Также он преподавал в Типографской и Заиконоспасской школах. Карион был личным секретарём сначала патриарха Иоакима, а затем и Адриана. В 1712 году новгородский митрополит Иов пригласил его в Новгород: Карион преподавал в устроенной им школе и занимался переводами (в частности, переводил с греческого и латинского). Позднее он вернулся в Москву. Карион Истомин был многогранной личностью: он и поэт, и педагог, и переводчик, и проповедник. Его творчество относят к стилю барокко. Буквари. Это, пожалуй, самое заметное его достижение в педагогике. В 1692 и 1693 годах он создал два рукописных «Лицевых букваря» для детей Петра I. В 1694 году на Печатном дворе вышло печатное издание с гравюрами Леонтия Бунина. Полное название — «Букварь славенороссийских писмен уставных и скорописных, греческих же, латинских и польских со образованиями вещей и со нравоучительными стихами». В нём Карион реализовал принцип наглядности: на каждой странице была буква, рядом — рисунки предметов, названия которых с неё начинаются, а под ними — нравоучительные стихи. Это одна из первых в России иллюстрированных детских книг. Важно, что буквари предназначались не только для мальчиков, но и для девочек. Позже, в 1696 году, вышел «Большой букварь» тиражом всего в 20 экземпляров. В 1690-е годы он был воспитателем царевича Алексея Петровича.

Карион Истомин издал три детские книги: по-царски роскошный «Лицевой букварь» (1694), «Букварь языка словенска» (1696) и «Служба и житие Иоанна Воина» (1695; эта повесть есть прообраз будущей биографической повести для детей).

У Кариона Истомина не было прямых учеников.