Carlos Augusto Alves Santana est né le 20 juillet 1947, dans la ville mexicaine d'Autlán de Navarro (état de Jalisco, où désormais, une place de la ville porte son nom), d'un père (José) mariachi (membre d'une formation musicale de cordes et trompette, d'après le terme français mariage) et violoniste virtuose. Il a quatre soeurs et deux frères. Enfant, il met ses pas dans ceux de son père et apprend le violon dès l'âge de cinq ans.
Le déménagement à Tijuana (ville frontalière des États-Unis) permet au garçonnet de découvrir T. Bone Walker, B.B. King, John Lee Hooker et autres grands noms du blues, grâce aux puissants émetteurs des radios texanes qui, comme chacun sait, ne s'arrêtent pas aux frontières. Installé dès le début des années 1960 à San Francisco, il découvre le LSD, devient précoce guitariste professionnel, se frotte à tous les publics dans les bouges de Tijuana et, autodidacte performant, fonde en 1966 le Santana Blues Band en compagnie du claviériste Greg Rolie (du même âge, originaire de Seattle, où il suit des études en économie). Le jeu de guitare de Carlos Santana est alors fortement influencé par celui de Mike Bloomfield, membre du Paul Butterfield Blues Band. Rétrospectivement, on peut considérer que le combo du jeune mexicain est le dernier ensemble majeur de l'époque hippie à émerger au sein de la scène musicale de la baie.
L'intitulé du groupe est la conséquence de la réticence du guitariste à endosser un quelconque statut de leader. Une formation relativement stabilisée, incluant le bassiste David Brown, attire en 1968 l'attention du promoteur de concerts Bill Graham, qui offre au groupe la scène du Fillmore West. Le groupe signe alors un contrat avec le label Columbia, qui dépêche à l'un de leurs concerts un producteur (les bandes captant l'enregistrement de la soirée ne referont surface que trente années plus tard, lors de l'édition de Live at Fillmore 1968). De plus, un soir de juillet, le guitariste est appelé en renfort afin de pallier, aux côtés du pianiste Al Kooper, la défection de Mike Bloomfield, que son addiction aux drogues diverses vient de placer en cure de sommeil à l'hôpital de la ville.
Un percussionniste qui poignarde à mort un mari jaloux, un batteur qui tombe de son tabouret, ivre mort, en plein concert : peu après, au gré des départs et des intégrations - entre autres du batteur Michael Shrieve et du percussionniste nicaraguayen José Chepito Areas, le groupe qu'on appelle désormais et plus simplement Santana est devenu un sextette. Dès ces prémices, Santana offre des permanents chassés-croisés de musiciens, l'une de ses particularités étant de réintégrer le même artiste, après de sombres fâcheries et une disgrâce de quelques mois, voire de quelques années.
Dans la foulée de la sortie de leur premier album homonyme (deux millions d'exemplaires vendus et un tube de l'été avec « Jingo »), le groupe reçoit l'onction du métier grâce à une participation à l'ancestral Ed Sullivan Show et entame une longue tournée continentale qui fait halte à Woodstock, le 15 août 1969. La version qu'il donne de leur désormais standard « Soul Sacrifice » (immortalisée sur pellicule grâce au réalisateur Michael Walden), marque durablement les esprits et met le groupe sur orbite internationale. Santana constitue alors le premier exemple à l'échelle de la planète d'une world music fortement mâtinée de l'électricité rock et ce avant même l'émergence du concept de world music. De plus, on rend naturellement hommage à la virtuosité du guitariste, saluant sa fluidité tout à fait originale et à la sonorité si caractéristique qu'il parvient à extraire de sa Gibson Les Paul (sachant qu'il obtiendra une couleur musicale pratiquement identique en jouant sur guitare Yamaha).
Au mois de septembre 1970, leur second album Abraxas, orné d'une magnifique pochette signée Mati Klarwein, également responsable de l'illustration du disque Bitches Brew de Miles Davis) recueille encore davantage de suffrages que leur enregistrement initial (numéro un des classements de ventes pour quatre millions de copies écoulées). Le disque est entraîné par une magnifique version du « Black Magic Woman » de Fleetwood Mac (sanctionnant par là-même l'influence stylistique déterminante du guitariste Peter Green sur Carlos Santana). On peut également y entendre un hommage tout à fait roboratif à la légende latine Tito Puente (« Oye Como Va ») et la célébrée « Samba Pa Ti ». À la fin de l'année, et pour soulager le jeu de guitare du soliste sur scène, le groupe intègre Neal Schon, à peine âgé de seize ans. Ce dernier avait été auparavant approché par Eric Clapton pour le compte de son groupe Derek & the Dominos. Le groupe joue alors à guichets fermés durant sa tournée européenne, que ce soit à Londres ou à l'occasion du festival de Montreux. Héroïne et cocaïne, utilisées pour diminuer la pression des tournées, ne font malheureusement qu'augmenter la pression entre les musiciens.
Exactement une année plus tard (septembre 1971), le groupe édite Santana III, nouvel album qui accueille plusieurs invités, comme le percussionniste angeleno et membre émérite d'une famille de musiciens, Coke Escovedo, ou la section de cuivres Tower of Power. De nouveau succès mondial, de nouveau numero uno, l'album se vend à deux millions d'exemplaires et aligne plusieurs tubes (entre autres « Everybody's Everything »). Mais ce disque sanctionne également la fin d'une époque : le groupe se sépare à l'issue de la tournée de promotion et Carlos Santana conserve les droits d'utilisation de l'appellation. Le guitariste s'autorise donc, en guise de récréation, une tournée en compagnie du batteur Buddy Miles (historique compagnon de Jimi Hendrix dans son Band of Gypsys). La rencontre débouche sur un enregistrement en concert (Carlos Santana & Buddy Miles ! Live !).
Au mois d'octobre 1972 sort Caravanserai, nouvel album d'un nouveau Santana, intégrant de nouveaux membres (le pianiste Tom Coster, le percussionniste cubain Armando Peraza). Greg Rolie et Neal Schon sont, quant à eux, partis former le groupe Journey (pour quatorze années d'un jazz-rock parfois séduisant, parfois ennuyeux). Le disque, beaucoup plus instrumental, aventureux et jazz que ses prédécesseurs (incluant une très belle version du « Stone Flower » d'Antonio Carlos Jobim), est certifié disque de platine.
Le guitariste est entre temps devenu un disciple du gourou indien Sri Chimnoy. C'est sous le nom de Devadip (l'oeil, la lampe et la lumière de Dieu) qu'il enregistre avec le guitariste John Mclaughlin Love Devotion Surrender, en hommage au pionnier du free jazz John Coltrane. En novembre 1973, l'album Welcome, toujours très marqué par l'influence de l'improvisation jazz, intègre de nouveaux membres, comme l'extraordinaire chanteur Leon Thomas (roi du yodel jazzy, disparu d'une crise cardiaque en 1999). Le disque est certifié or. Au mois de mai 1974, c'est un beau gros triple album en publicqui permet au New Santana Band de décliner son goût pour le jazz et des aspirations mystiques : Lotus (accompagné d'un documentaire, Le Rythme du feu, tourné en Amérique du Sud) est initialement réservé au marché japonais et n'apparaîtra sur le marché américain, donc mondial, que quinze ans plus tard.
Dès lors, Carlos Santana se partage assez équitablement entre les projets en nom propre (Illuminations, album en compagnie d'Alice Coltrane, harpiste et veuve de John) et les réalisations associant son groupe. Borboletta (sixième disque de la formation) est publié en octobre 1974 : on y salue le retour de David Brown, et la présence de quelques stars invités, comme le bassiste Stanley Clarke ou la chanteuse Flora Purim (qui illumina de sa voix gracile les premiers enregistrements du groupe Return to Forever du pianiste Chick Corea). Là encore, le disque est certifié d'or, mais les ventes s'érodent et Carlos décide de revenir à une musique plus accessible.
Amigos, sorti en mars 1976, voit le remplacement par Ndugu Leon Chancler du charismatique batteur Michael Shrieve (parti rejoindre Stomu Yamasht'a). L'album, quant à lui, atteint les dix meilleures ventes du moment grâce au tube européen instrumental « Europa » (que reprendra avec succès le saxophoniste ténor Gato Barbieri). Le groupe passe la surmultipliée, puisque, malgré de multiples changements de personnel (et le retour de José Chepito Areas, miraculeux rescapé d'une hémorragie cérébrale conséquente de l'abus de produits illicites), l'album Festival sort à peine neuf mois plus tard.
En octobre 1977, Santana offre au marché américain son premier album partiellement live, Moonflower. Le disque est certifié platine, entraîné par le succès d'une reprise du groupe britannique The Zombies (« She's Not There ») qui, éditée en single, offre au groupe son premier hit depuis six ans. Les albums sortent avec une régularité métronomique, toujours conséquents d'un ballet incessant de musiciens (Coke Escovedo effectue son grand retour... pour mieux repartir quelques mois plus tard) : Inner Secrets (octobre 1978) et ses reprises de Buddy Holly, de Classics IV ou de Traffic, Oneness: Silver Dreams, Golden Reality (premier vrai album solo, en février 1979), Marathon (septembre 1979) et The Swing of Delight (nouvelle livraison en solitaire durant l'hiver 1980) peinent à retrouver et les lustres d'antan et les chiffres de vente des albums historiques.
Zebop ! (mars 1981), Shango (août 1982) et Havana Moon (effort en solo d'avril 1983, incluant une reprise homonyme de Chuck Berry et la participation du chanteur de country Willie Nelson), malgré le caractère mécanique des sorties, connaissent des ventes majorées. Au mois de février 1985, et donc après plusieurs mois d'inactivité, l'album Beyond Appearances valide l'intégration du bassiste funky Alphonso Johnson (qui aura tout de même pratiqué ses gammes avec les jazzmen Horace Silver et Chet Baker), alors que Freedom (février 1987) sanctionne l'intégration de l'ami de toujours, le batteur Buddy Miles. Au mois d'octobre de la même année, l'album Blues for Salvador (paru sous son nom) permet à Carlos Santana d'obtenir le premier Grammy Award de sa carrière. En 1989, le groupe participe à l'enregistrement de l'album The Healer de John Lee Hooker.
Après plusieurs tournées incluant des invités prestigieux, comme le saxophoniste Wayne Shorter, l'album Spirit Dancing in the Flesh (juin 1990), aux ventes jugées insuffisantes, sonne le glas d'un contrat de plus de deux décennies avec Columbia. C'est en 1991 que Carlos Santana, désormais membre à part entière du label Polydor comme conseiller artistique, enregistre Milagro, seizième album studio. Mais le déclin commercial du groupe se poursuit. Le guitariste se rapproche alors de son frère Jorge (également guitariste et dont l'heure de gloire reste d'avoir dirigé le groupe de latin rock Malo), dans l'album Sacred Fire - Live In South America (1993), puis de son neveu Carlos Hernández (Santana Brothers, 1994). Carlos Santana multiplie également les collaborations éphémères, de nouveau avec John Lee Hooker (Mr. Lucky), Mory Kanté ou Salif Keita.
Au mois de juin 1999, c'est un groupe sous assistance médicale (et la coupe d'un nouveau label) qui enregistre Supernatural, album qui accueille une pléiade de stars, tels Eric Clapton, Lauryn Hill ou Eagle-Eye Cherry, comme autant de visiteurs au chevet d'un grand malade. Le single « Smooth » et l'album deviennent numéros un, la chanson « Maria, Maria » enfonce le clou l'année suivante. Dix millions d'exemplaires vendus et huit Grammy Awards (dont ceux de disque et chanson de l'année) récompensent ce retour inespéré.
En 2002, c'est l'album Shaman qui rassemble les suffrages, suivi en 2005 par All That I Am (où sont invités Steven Tyler, d'Aerosmith et la jeune chanteuse Joss Stone) et par une nouvelle compilation (Ultimate Santana), incluant trois inédits. Carlos Santana a été élu membre éminent du Rock and Roll Hall of Fame. En 2010, Guitar Heaven porte de nouveau la bonne parole du blues rock latino. Son successeur paru en mai 2012, Shape Shifter, se compose de titres écrits en grande partie dans les années 1990. India.Arie et Yo-Yo Ma se joignent à Santana pour rendre hommage à George Harrison avec la reprise de « While My Guitar Gently Weeps ».
Deux ans plus tard, c'est avec un album bourré de collaborations que Santana continue de célébrer sa fusion entre rock, rythmes latino et hip-hop. Sorti en mai 2014, Corazón compte les collaborations de Juanes, Romeo Santos, Pitbull, Gloria Estefan, Diego Torres, Miguel,Lila Downs, ChocQuibTown, Fabulosos Cadillacs, Ziggy Marley, NiñaPastori, Samuel Rosa de Skank, Cindy Blackman Santana, Soledad et Wayne Shorter. Il est suivi en avril 2016 du volume Santana IV qui poursuit une série interrompue quarante-cinq ans auparavant, dans la formation composée de Gregg Rolie, Neal Schon, Mike Carabello et Michael Shrieve. Rock psychédélique et rythmes latins sont toujours au programme d'un disque porté par le single « Anywhere You Want to Go ». Le vétéran Ronald Isley, chanteur de The Isley Brothers, intervient sur deux titres, en préambule à l'album de reprises Power of Peace qui voit le jour en 2017 et marque l'association inédite du guitariste et de son groupe avec l'une des plus anciennes formations de soul.
Cinquante ans après sa révélation au festival de Woodstock, le groupe entame l'année 2019 par une signature avec le label Concord Records et la sortie d'un EP de trois titres produit par Narada Michael Walden, In Search of Mona Lisa, comprenant « Do You Remember Me ». Puis, le groupe entre en studio avec Rick Rubin et accouche rapidement d'une cinquantaine de morceaux inspirés par la culture africaine. Onze seulement sont retenus pour composer Africa Speaks, dont le chant est assuré par Laura Mvula et Buika.