Com entrenador, Carles Duran es va formar al planter del Joventut de Badalona, arribant al club de la mà de Miquel Nolis.

La seva primera etapa al club va durar 15 anys, exercint d'entrenador assistent a l'ACB al costat d'Aíto García Reneses, Sito Alonso i Pepu Hernández, convinant el primer equip amb la tasca de primer entrenador del CB Prat. Des de l'any 2010 fins el 2014 va aconseguir de forma consecutiva les 4 millors classificacions del club a LEB Plata, aconseguint disputar dues fases finals d'ascens a LEB Or i conquistant la Copa LEB Plata.

Després d'estar uns anys fora de Badalona amb experiències a València i a Bilbao, en el mes de febrer de 2018 inicia la seva segona etapa a la Penya, aquest cop com a primer entrenador, després de la destitució de Diego Ocampo. Arriba en un moment molt delicat per l'entitat, tant econòmic com esportiu, a les portes del descens. Duran va aconseguir la permanència del club aquella temporada, amb un balanç de 8 victòries i 7 derrotes des que va agafar l'equip, inclosa una ratxa final de 8-2, la segona millor de l'ACB en el tancament de fase regular.

Va ser entrenador del primer equip fins que el 8 d'abril de 2024 va arribar amb el club a un acord per rescindir el seu contracte degut a la mala ratxa de resultats de l'equip que acumulava sis derrotes consecutives a la lliga. En totes aquestes temporades va arribar a classificar l'equip per a les semifinals de la Lliga i de l'Eurocup, fita que feia anys que el club no assolia. Aquests sis anys a la banqueta del Joventut el van convertir en l'entrenador que més temps ha estat de manera consecutiva a la banqueta verd-i-negre, amb 2.251 dies, gairebé 400 més que en Kucharski, el següent.

L'estiu de 2014 va dirigir la selecció espanyola sub17 al Mundial que es va celebrar a Dubai.