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Carmine Di Giandomenico esordisce nel mondo del fumetto disegnando la miniserie Examen, scritta da Daniele Brolli, opera che gli permette di farsi notare dall'editore Marvel Comics che gli commissiona un numero della serie Conan scritto da Chuck Dixon e pubblicato per il mercato spagnolo. Oltre ad avere collaborato come story-board artist per la televisione e per il cinema (con i registi Martin Scorsese, Tsui Hark e Sergio Rubini), ha progettato e realizzato l'architettura per la città virtuale su cui è strutturato il sito ufficiale del cantautore Claudio Baglioni. Nel 2004 ha esordito come autore completo con l'opera in 2 parti Oudeis, originale rilettura in chiave cyber-fantasy del personaggio omerico di Ulisse. Nel 2005 inizia la sua collaborazione con la Marvel Comics, realizzando varie miniserie per le testate What if e Marvel Comics presents su personaggi leggendari come Captain America e Wolverine. Nel 2006 sempre per la Marvel Comics realizza disegni e sceneggiatura - in collaborazione con Zeb Welss - per la miniserie Battlin' Jack Murdock, che ripercorre le origini del personaggio leggendario di DareDevil, visto dagli occhi del padre Battling Jack Murdock. Una miniserie di 4 numeri che si concentra sul personaggio di Jack Murdock, il padre di Matt -Daredevil- Murdock, svelando molti particolari della continuity di questo personaggio. Carmine Di Giandomenico viene consacrato in questo modo come il primo Italiano a ideare, sceneggiare e disegnare un storia per la Marvel. In Italia ritorna a collaborare con Alessandro Bilotta per la realizzazione del color fest 2 per Sergio Bonelli editore. Nel 2009/10 realizza le due miniserie dedicate al personaggio di Spider-Man Noir, (rivisitazione di Spider-man negli 30-40) e Invincible Iron Man #500, Annual Invincible Iron Man introducendo il ritorno del mandarino nella serie regolare. Nel 2011 viene incluso tra gli autori del numero commemorativo per i 50 anni di vita della serie dei Fantastic Four #600.