Caproli exercí d’organista al Collegio Germanico de Roma, on era mestre de capella G. Carissimi, i també de violinista a Sant Lluís dels Francesos, on el mestre de capella era L. Rossi. Destacà especialment interpretant aquest darrer instrument i es guanyà el sobrenom de Carlo del Violino. Probablement fou d’aquests dos importants mestres, Carissimi i Rossi, que aprengué l’ofici de compositor i així mateix és possible que influïssin notablement en la seva música, especialment pel que fa a la cantata, composició gràcies a la qual assolí més renom. Des del 1646 escriví més d’un centenar de cantates profanes en italià, generalment per a una veu i baix continu, però també per a dues veus. Durant un temps estigué al servei de B. Pamphili, nebot del papa Innocenci X. A part les cantates, una de les seves obres més importants i transcendents ha estat l’òpera Le nozze di Peleo e Theti, composta per encàrrec del cardenal G.R. Mazzarino, desitjós d’introduir l’òpera italiana a França. Aquesta obra, estrenada a la capital francesa el 1654, fou ben rebuda i representà el principi de l’èxit que amb el temps tingué l’òpera italiana en aquest país. En tornar de París, el mateix any, deixà el servei de Pamphili per passar a formar part de la cort del cardenal A. Barberini, on restà aproximadament fins el 1664. Després exercí de mestre de capella o de violinista en diversos temples de la seva ciutat natal. És documentat fins el 1691.