Карсыбай Спатаев родился 15 апреля 1918 года в селе Коктобе Чаяновского района Южно-Казахстанской области. Сегодня это село носит имя героя — Спатаево. Карсыбай был казахом, происходил из крестьянской семьи и получил неполное среднее образование.

Многое о его довоенной жизни известно из автобиографии, которую Карсыбай написал собственноручно 10 мая 1941 года. С 1931 по 1934 год он учился в национальной школе колхоза «Кок тюбе», а с сентября 1934 года до осени 1935 года — в Чаяновской неполной средней школе. После окончания учёбы начал работать табельщиком в колхозе, а с 1936 года стал счетоводом. В 1938–1940 годах Карсыбай был секретарём первичной комсомольской организации колхоза, участвовал в работе участковой избирательной комиссии и занимался агитационной работой. В своей автобиографии он также указал, что с 1940 года состоял в ВКП(б). Его женой была Бибасия Алишерова, дочь колхозников.

5 марта 1942 года Карсыбай Спатаев был призван Чаяновским районным военкоматом в Красную армию. В воинском учёте он указан как рядовой, последнее место службы — 61-я кавалерийская дивизия. Спатаев служил заряжающим миномёта во 2-й батарее 13-го отдельного конно-артиллерийского дивизиона 61-й кавалерийской дивизии 4-го кавалерийского корпуса. В действующей армии он находился с ноября 1942 года.

Осенью 1942 года 61-я кавалерийская дивизия была переброшена из Средней Азии на Сталинградское направление. К началу советского контрнаступления дивизия действовала в составе 51-й армии. Казинформ со ссылкой на исследователя Анвара Исмаилова, изучавшего документы ЦАМО, сообщает, что с 16 октября по 8 ноября 1942 года 61-я и 81-я кавалерийские дивизии прошли около 550 километров по труднопроходимой местности и вступили в состав действующих войск.

23 ноября 1942 года в районе колхоза «Красный герой» юго-западнее Сталинграда подразделение Спатаева вступило в бой с противником. Когда наводчик миномёта выбыл из строя, Карсыбай заменил его и начал вести огонь прямой наводкой. Согласно наградному листу, огнём из миномёта он уничтожил взвод пехоты противника, способствовав удержанию занимаемых позиций.

26 ноября 1942 года у хутора Шарнутовский произошёл тяжёлый бой. Согласно наградному листу Карсыбая Спатаева, на батарею с трёх сторон шли 36 танков с пехотой и автоматчиками. Спатаев продолжал вести огонь из миномёта и своим огнём отсекал пехоту противника от танков.

Когда немецкий танк приблизился к миномёту и стал угрожать батарее, Спатаев бросился ему навстречу с минами в руках. Произошёл взрыв, уничтоживший танк и самого героя. 26 ноября 1942 года Карсыбай Спатаев погиб. Именно этот поступок был положен в основу представления его к званию Героя Советского Союза.

17 апреля 1943 года Указом Президиума Верховного Совета СССР Карсыбаю Спатаеву посмертно было присвоено звание Героя Советского Союза за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками, отвагу и геройство. Вместе со званием он был награждён орденом Ленина. Сам текст указа опубликован в газете «Известия» от 17 апреля 1943 года.

Карсыбай Спатаев был похоронен в братской могиле в центре посёлка Шарнут Сарпинского района Калмыкии. Учётная карточка воинского захоронения имеет идентификатор 90312372; мемориальный портал Республики Казахстан указывает в качестве архивного источника документы ЦАМО: фонд 58, опись 18001, дело 1377.

Память о Карсыбае Спатаеве сохранилась и на его родине, и в Калмыкии. Его родное село Коктобе было переименовано в Спатаево. Имя героя носят образовательные учреждения, а в Шарнуте находится братская могила, где он похоронен. Памятники и мемориальные объекты, посвящённые Спатаеву, стали местами памяти о его подвиге.