Figura leggendaria nella guerra subacquea con l'appellativo di "Corsaro dell'Atlantico", Carlo Fecia di Cossato nacque a Roma il 25 settembre 1908 da famiglia fedele alla Monarchia Sabauda. Il fratello Luigi fu tenente di vascello e medaglia d’argento al valor militare, il padre era stati fino al 1912 ufficiale di Marina con il grado di Capitano di Vascello.
Studiò al Regio Collegio Militare di Moncalieri, poi all'Accademia Navale di Livorno. A 32 anni divenne Capitano di Corvetta e comandante di sommergibile. Allo scoppio della Seconda guerra mondiale, a Messina, fu al comando del sommergibile Ciro Menotti. Il 5 aprile del 1941 ottenne il comando del sommergibile Enrico Tazzoli. Prese subito il mare con un equipaggio di solo volontari iniziando una serie di imprese accostate a quelle di un romanzo salgariano.
Era ammirato dai suoi uomini per l'audacia nella condotta di guerra ispirata alla tattica dell'abbordaggio; si distinse anche perché si adoperava sempre per soccorrere i naufraghi delle navi affondate. A bordo del Tazzoli, compì lunghe missioni nell'Oceano Atlantico, spingendosi fino alle coste americane affondando ben 16 navi mercantili.
Al rientro dall'ultima missione, che si svolse nell'Atlantico fra il 5 novembre 1942 e il 1° febbraio 1943, i mitraglieri del Tazzoli abbatterono anche un quadrimotore inglese che attaccava il sommergibile. Per quest'ultima missione gli sarà conferita la Medaglia d'Oro al Valor Militare.
Dopo l'8 settembre, memore al giuramento di fedeltà al Re ed alla Patria, obbedì agli ordini di consegnare la nave all’ ex nemico.
Nel giugno del 1944 era nella base di Taranto con i comandanti di Marina riuniti per ascoltare la notizia della nuova situazione governativa a seguito della sostituzione di Badoglio con Bonomi. Nel silenzio generale fece un passo avanti e parlò con fermezza: “No, signor Ammiraglio. Io non riconosco la legittimità di un governo che ha rifiutato di giurare nelle mani del Re. Io ho fatto il mio dovere per osservare il mio giuramento. Se ora questo giuramento non ha più valore, chiedo di essere esonerato dal mio comando.”
Era successo che il nuovo Governo Bonomi, successivo al primo Governo post fascista del Maresciallo Badoglio, si era insediato in pectore e si era sparsa la voce che molti ministri non avevano prestato il consueto giuramento di fedeltà al Re. Carlo Fecia di Cossato, venne quindi sbarcato dall'Aliseo, gli fu revocato il comando e fu anche allontanato da Taranto, per timore di una rivolta .
Egli vide così in pochi mesi, crollare intorno a sé tutti i valori nei quali aveva sempre creduto: la Monarchia, la Patria, la Regia Marina stessa. Si trasferì a Napoli, ospite di un amico, e rifiutò gli incarichi di comando che gli vennero offerti dagli alleati.
Il 27 agosto 1944 si tolse la vita con un colpo di pistola alla tempia.