Carlos María Domínguez nació en San Martín, provincia de Buenos Aires, el 23 de diciembre de 1965. En 1972 inició sus estudios primarios en el Colegio Agustiniano, de la ciudad de San Andrés, provincia de Buenos Aires, donde conoció a los religiosos agustinos recoletos.
Años después, habiendo realizado el noviciado en Burgos, España, emitió su profesión simple el 1 de febrero de 1987 en la parroquia Nuestra Señora de la Consolación, a cargo de los agustinos recoletos, en el barrio porteño de Villa Crespo, donde también emitió sus votos solemnes en la Orden de los Agustinos Recoletos el 15 de marzo de 1992.
El 12 de septiembre de ese mismo año fue ordenado diácono en la parroquia San José, de la localidad de Villa Maipú, partido de San Martín, y posteriormente, el 13 de marzo de 1993, ordenado presbítero por monseñor Domingo Salvador Castagna, entonces obispo diocesano de San Nicolás de los Arroyos.
Durante el período de formación obtuvo los títulos académicos de Bachiller y Profesor en Teología, Licenciado en Teología Pastoral y Profesor de Enseñanza Primaria.
En 1983, Bachiller Nacional por el Instituto Agustiniano de San Andrés, provincia de Buenos Aires.
En 1991, Profesor en Teología. Bachiller en Teología por la Facultad de Teología de la Pontificia Universidad Católica Argentina Santa María de los Buenos Aires (UCA).
En 1993, Profesor de Enseñanza Primaria por el Instituto Normal Superior Estados Unidos de América, de San Martín, provincia de Buenos Aires.
En 1997, Licenciado en Teología Pastoral por la Facultad de Teología de la UCA.
Tras finalizar su formación inicial en el Seminario San Ezequiel, de San Andrés, fue destinado al Colegio San José de Villa Maipú, donde se encargó de la dirección de la Escuela técnica. Posteriormente vivió su experiencia como diácono en el Seminario San Ezequiel, y como vicario de la parroquia Ntra. Sra. de Luján de San Andrés (San Martín). Luego de su ordenación continuó como Vicario de la misma Parroquia. Desde 1995 hasta 2003 desarrolló una intensa labor como promotor vocacional en la arquidiócesis de Santa Fe de la Vera Cruz.
En 2003 fue nombrado prior de la comunidad del Seminario San Ezequiel. En 2006 fue elegido vicario provincial de la Orden en la Argentina, cargo que desempeñó hasta 2012. En el 34º Capítulo Provincial fue elegido Vicario de la provincia Santo Tomás de Villanueva de la Orden de los Agustinos Recoletos y presidente del Secretariado de Pastoral Juvenil y Vocacional, por lo que tuvo que trasladarse a la comunidad de Guadalajara (España). Fue nombrado Vicario de la Provincia Santo Tomás de Villanueva, primer consejero (en España) siendo nombrado Prior de la misma. En el 35º Capítulo Provincial fue elegido Prior Provincial de la Provincia Santo Tomás de Villanueva, con sede en Madrid. Al terminar su mandato como Provincial, fue elegido Vicario Provincial de España, hasta 2029.
El padre Carlos María Domínguez fue uno de los principales impulsores de la pastoral juvenil agustino-recoleta. En los últimos años formó parte de numerosas comisiones de revitalización y reestructuración de la Orden, difundiendo los ejercicios espirituales agustinianos y talleres de oración con San Agustín.
Fue elegido obispo titular de Vita y auxiliar de San Juan de Cuyo, el 22 de abril de 2019 por el papa Francisco. Recibió la ordenación episcopal en el estadio cubierto del Parque de Mayo de la ciudad de San Juan, el 29 de junio por Mons. Jorge Eduardo Lozano, arzobispo de San Juan de Cuyo.
Actualmente desempeña los siguientes cargos en la Conferencia Episcopal Argentina (CEA): Obispo responsable de la Pastoral de Juventud Argentina. Delegado suplente de la Región Cuyo, en la Comisión Permanente de la CEA. Miembro de la Comisión Episcopal de Vida, Laicos y Familia (CEVILAF). Miembro del Consejo de Asuntos Económicos por la Región Cuyo.
El 5 de febrero de 2022, tras la aceptación de la renuncia de Mons. Eduardo María Taussig como Obispo de San Rafael, por parte del Papa Francisco, se comunicó la designación del actual Obispo Auxiliar de San Juan de Cuyo, Mons. Fr. Carlos María Domínguez, de la Orden de Agustinos Recoletos, como Administrador Apostólico de San Rafael, quedando inmediatamente a cargo de la Diócesis.
El 11 de febrero de 2023, el Papa Francisco nombró a Monseñor Domínguez como obispo de la diócesis.
En el día de hoy, celebrando sus cinco años de obispo, recemos por nuestro pastor, qué el Espíritu Santo lo guíe y nosotros, como su rebaño, lo acompañemos.
