De son vrai nom Francisco López Gascón, Francisco de Carvajal était né en 1464 à Rágama, province de Salamanque, en Castille et León. Il fit une carrière militaire en Italie où il participa aux batailles de Ravenne et de Pavie, puis à la prise de Rome en 1527. Serviteur de Bernardino de Carbajal, il prit son nom lorsqu'il passa au Mexique, en 1535, lors de la vice royauté d'Antonio de Mendoza. Il disposait déjà de certains moyens financiers, acquis en Italie, à l'occasion du vol des archives d'un notaire qu'il ne rendit que contre rançon.
En 1536, il passa au Pérou, à l'occasion de l'envoi par le vice-roi Mendoza, de renforts pour aider Francisco Pizarro dans sa lutte contre les révoltes menées par Manco Inca.
Il eut une encomienda près de Cusco et fut alcalde de cette ville en 1541.
Lors des guerres civiles, il fut d'abord dans le camp royaliste, et contribua par sa valeur militaire à la défaite de Diego de Almagro el Mozo, lors de la bataille de Chupas, le 16 septembre 1542.
Mais après la promulgation des Leyes Nuevas, réformant le système de l'encomienda, il prit fait et cause pour Gonzalo Pizarro dans sa rebellion contre l'envoyé du roi d'Espagne, Blasco Núñez Vela. Il fut nommé Maître de Camp par Gonzalo Pizarro, et se distingua jusqu'à sa mort par sa cruauté, qui lui fit attribuer le surnom de Démon des Andes.
Responsable de l'exécution sans pitié de nombreux adversaires de Gonzalo Pizarro, il fut finalement défait lors de la bataille de Jaquijahuana, le 9 avril 1548 par Pedro de La Gasca, envoyé par le roi pour pacifier le pays. Il fut condamné à mort en même temps que Gonzalo Pizarro. La sentence fut exécutée le 10 avril. D'abord pendu, car roturier, il fut ensuite décapité, et sa tête fut exposée avec celle de Pizarro sur la place de Lima. Elle y resta exposée au bout d'une pique jusqu'en 1563.