Учился в Петербургской театральной школе, сначала в классе балетмейстера Дидло, затем в драматическом отделении. Артистическую карьеру начал исполнением ролей любовников в драме и комедии (1823), но его влекло к водевилю, которому вскоре он посвятил себя и как писатель. Был занят в комедийных и водевильных ролях: Загорецкий (“Горе от ума”), Замухрышкин (“Игроки” Н. В. Гоголя), Фон Фонк (“Холостяк” И. С. Тургенева ). Играл в своих водевилях – Сен-Феликс (“Чудак-покойник, или Таинственный ящик”), Клейстер (“Булочная”) и др. Белинский писал о Каратыгине: “талант односторонний, годный не для многих ролей, но тем не менее весьма замечательный” (Собр. соч., т. VIII, стр. 534). Роль Зогорецкого (на первых порах Каратыгин играл в “Горе от ума” Репетилова) создана им еще в грибоедовское время и послужила началом его успеха.
Немало острот Каратыгин перешло в жаргон петербуржцев. Сохранилось множество анекдотов о его остроумных ответах и экспромтах. С конца 1850-х годов Каратыгин как актер стушевывается; его симпатии были на стороне традиций классического вкуса, и он недолюбливал бытовой репертуар, отдавая предпочтение Мольеру, Бомарше, Шеридану, Гольдони.
Время заведования Каратыгиным драматическим классом Петербургской театральной школы (1832-38) было наиболее блистательной эпохою этого учреждения. Каратыгин угадал в юном Мартынове-декораторе будущий талант и перевел его в драматический класс. Обучал А. М. Максимова, С. Я. Марковецкого, П. К. Громову и других известных в будущем актеров.
С 1872 по 1879 гг. Каратыгин помещал в “Русской старине” интересные и важные для истории театра “Воспоминания” о той поре, в которой жил и действовал. Свои пьесы он предоставлял антрепренерам даром, отказавшись вступить в общество драматических писателей.
Первая жена – Любовь Осиповна Дюрова, вторая жена – Софья Васильевна Биркина.
Написал 73 пьесы, в том числе 46 водевилей, большинство из которых – переводы и переделки иностранных пьес и русских повестей.