Nach einer Schauspielausbildung bei Eduard Marks an der Hochschule für Musik und darstellende Kunst in Hamburg von 1950 bis 1952 arbeitete die Tochter einer Kaufmannsfamilie zunächst beim literarischen Kabarett «Die Globetrotter». Von 1955 bis 1958 war sie eine der meistbeschäftigten Filmschauspielerinnen. Teilweise wurde sie in einem Jahr für ein halbes Dutzend Filme verpflichtet. Im Jahr 1960 holte sie Boleslaw Barlog in das Ensemble der Staatlichen Schauspielbühnen Berlin. Einige Zeit später lernte sie ihren Mann, den Regisseur Hans Lietzau , kennen und spielte von da an, von einigen Fernsehauftritten abgesehen, fast ausschließlich Bühnenrollen, häufig mit ihrem Mann als Regisseur. Hauptsächlich trat sie in Berlin auf, daneben vor allem in München, aber auch in Stuttgart, Hamburg, Wien und Zürich. Wie auch in ihren Filmrollen bewies Carla Hagen ein besonderes Talent als Komödiantin. Auch bei Lietzaus letzter Regiearbeit, Der blaue Boll von Ernst Barlach 1991 an den Münchner Kammerspielen, wirkte sie mit. Nach dem Tode ihres Mannes zog sich Hagen von der Schauspielerei zurück. Drei Jahre später, 1996, spielte sie 65-jährig an den Kammerspielen des Deutschen Theaters in dem Stück Die Präsidentinnen von Werner Schwab.