Pío Caro Baroja nació en Madrid en 1928. Era hermano del etnólogo Julio Caro Baroja y sobrino del escritor Pío Baroja.
Tras licenciarse en Derecho en Madrid, en la década de los 50 emigró a México, donde se inició como crítico de cine y documentalista.
Cuando murió su tío regresó al Estado español, donde fundó la productora Documentales Folclóricos de España con su hermano Julio. ‘Los diablos danzantes’ (1964), ‘El carnaval de Lanz’ (1964), ‘La Virgen de la Peña’ (1964), ‘Las botargas’ (1965) y ‘La última vuelta del camino’ (1965) son algunas de las obras que produjeron.
Trabajó en TVE, donde realizó numerosos cortos: ‘Deportes vascos’, ‘Carta de Murcia’, ‘Pescadores gallegos’, ‘En un lugar de la Mancha’, ‘El principado de Asturias’ y ‘El País Vasco’, entre otros.
Para la Fundación Príncipe de Viana realizó ‘Las cuatro estaciones’ (1970-72), mientras que el documental ‘Guipúzcoa’ (1976-79) lo hizo a encargo de la Caja de Ahorros Municipal de Donostia.
Entre sus obras escritas se encuentran ‘El gachupín’, ‘En busca de la juventud perdida’ y ‘El águila y la serpiente’.