Carlo Fabrizio Parona è nato a Melegnano, vicino Milano, l’8 marzo 1855. Suo padre Angelo era un consigliere di corte d’appello e sua madre si chiamava Teresa Scardini.
Ha studiato all’Università di Pavia, dove la sua famiglia era originaria, e si è laureato in scienze naturali nel 1878. È stato allievo di Torquato Taramelli, un professore di geologia, e dopo la laurea è diventato suo assistente fino a ottenere la cattedra universitaria. Nel 1884 si è sposato con Caterina Robecchi.
Dal 1881 al 1889 ha insegnato scienze naturali all’istituto tecnico di Pavia e ha condotto molte ricerche sotto la guida di Taramelli, studiando le colline terziarie dell’Oltrepò Pavese. Ha pubblicato i suoi primi lavori su queste ricerche nel 1879. Nei successivi anni ha fatto studi geologici sulla Valsesia e sul Lago d’Orta.
Nel 1889 è diventato professore di geologia all’Università di Torino, incarico che ha mantenuto fino al 1930. Nel 1890 è stato nominato direttore dell’istituto geologico e del museo geopaleontologico dell’università.
Dopo aver ottenuto la cattedra, Parona si è dedicato principalmente alla paleontologia, studiando i molluschi e i brachiopodi mesozoici delle Alpi e Prealpi lombarde e venete, oltre alle malacofaune terziarie. Le sue ricerche hanno notevolmente ampliato la conoscenza del Mesozoico italiano. Parona è diventato un esperto di Rudiste, dei molluschi bivalvi cretacei, e nel 1916 ha pubblicato un importante saggio bibliografico su di loro.
Ha anche studiato i Poriferi del Permiano siciliano e i Radiolari del Secondario alpino. Le sue ricerche sui Radiolari sono state fondamentali per datare correttamente i calcescisti alpini al Mesozoico.
Nel 1908 è stato nominato presidente del Regio Comitato geologico d’Italia, ruolo che ha mantenuto fino al 1925. Ha anche guidato la Commissione per lo studio delle variazioni periodiche dei ghiacciai dal 1910 al 1913.
Nel 1913 è stato incaricato di presiedere la Commissione geoagrologica per lo studio della Tripolitania. Ha viaggiato in Libia con gli ingegneri Camillo Crema e Secondo Franchi e ha prodotto una dettagliata relazione ministeriale sulla geologia della regione.
Parona ha anche lavorato sulla geologia agraria e altri progetti applicativi delle scienze della Terra. Ha pubblicato un importante trattato di geologia nel 1901, molto apprezzato per la chiarezza e il focus sulle formazioni geologiche italiane.
Grazie al suo entusiasmo per l’insegnamento, ha formato numerosi studenti, creando una vera scuola paleontologica piemontese. Ha anche ampliato le collezioni del museo geologico dell’Università di Torino.
Negli ultimi anni ha scritto lavori divulgativi sulle scienze della Terra e le bellezze del paesaggio geologico. È morto il 15 gennaio 1939 a Busto Arsizio.
Parona ha ricevuto numerosi incarichi e onorificenze, è stato membro di varie accademie e ha presieduto la Società geologica italiana. È stato anche preside della facoltà di scienze e rettore dell’Università di Torino.
Le sue opere principali includono studi sulla fauna liassica dell’Appennino centrale, il Cretaceo superiore nell’Appennino, la geologia della Valsesia, le Rudiste dell’Appennino e molti altri.