Era fill d’un mestre rural que exercí a Vilaür. L’ambient familiar li encomanà des de ben jove una forta vocació pedagògica. Inicià els estudis corresponents a Girona, i els completà després a l’Escola Normal de Barcelona (1905-1907). Aviat es vinculà al grup de mestres que impulsaven la renovació pedagògica en l’escola pública. Membre de l’Associació de Mestres Nacionals de la Província de Girona, col·laborà en el seu òrgan, El Magisterio Gerundense, especialment entre els anys 1908 i 1912, amb articles relatius a l’àmbit de l’ensenyament, escrits per ara en castellà.
El 1908 viatjà a París per perfeccionar el seu francès i per estudiar el moviment pedagògic que allí s’estava produint. L’any següent, començà a exercir a Girona com a mestre ajudant. El 1910 guanyà per oposició una plaça de mestre nacional (el cos estatal del sector), i exercí a continuació a Guadalajara. El 1915 es matriculà a l’Escola Superior de Magisteri de Madrid, creada poc abans per a la formació del professorat destinat a les Escoles Normals i dels inspectors d’ensenyament primari.
El 1918 completà els seus estudis a Madrid. Va ser nomenat a continuació per a la plaça de professor d’Història a l’Escola Normal de Zamora, que permutà per la de Geografia (que constituí la seva especialització preferent) a Segòvia i, finalment, per la mateixa a Girona, on s’instal·là encara durant el 1918, en una situació ja de més estabilitat professional. En aquesta ciutat treballà també a l’Academia Gerundense, d’educació secundària.
Inicià la seva actuació política pels volts de 1918, integrant-se en el Centre d’Unió Republicana de Girona, i col·laborant assíduament amb articles de tema polític i d’esdeveniments locals a El Autonomista, publicació gironina de llarga trajectòria i de signe republicà federal. El 1923 va ser elegit diputat de la Mancomunitat, un càrrec que aviat hagué d’exercir amb les limitacions imposades per la dictadura de Primo de Rivera, fins a la liquidació definitiva de la institució al principi de 1925.
Durant els anys vint, la seva actuació en el camp de la geografia assolí un nivell molt important, sobretot com a pedagog especialitzat en aquesta matèria, i contribuí a divulgar-ne nous mètodes i conceptes. El 1922 publicà Geografía general e iniciación a la Geografía descriptiva, manual destinat a les Escoles Normals, que tingué una molt bona acceptació. El 1923 publicà Per l’estudi de Catalunya: concepte de la comarca geogràfica i dels seus factors: assaig monogràfic: El Gironès, que ha estat considerat el primer estudi modern d’una comarca catalana, acompanyat d’una proposta metodològica per a aquesta mena d’estudis. L’any següent passà a ser secretari de l’Escola Normal i al mateix temps va ser pensionat per l’Estat perquè estudiés l’ensenyament de la geografia a les Escoles Normals de França, Bèlgica i Suïssa. Fruit d’aquest viatge fou l’obra Estado actual de la enseñanza de la geografía en España y convenientes reformas, que va merèixer un premi de la Real Sociedad Geográfica, de Madrid, i que fou editada el 1927. L’any anterior havia publicat Geografía general y universal-descriptiva, El 1929 publicà una altra obra, La península ibérica: Geografía de España y sus colonias, mentre que col·laborava en diversos apartats de la Geografía universal: descripción moderna del mundo, dirigida per Ferran Valls i Taberner i editada per l’Institut Gallach.
El març de 1931 va ser un dels fundadors d’Esquerra Republicana de Catalunya i fou autor de la ponència d’ensenyament, que quedà incorporada al programa del partit. Formà part del Comitè Executiu d’Esquerra, en representació de la Federació de Girona, i fou ratificat en aquest lloc en els següents congressos. Membre de la candidatura d’Esquerra per Girona a les eleccions municipals del 12 d’abril següent, va ser el candidat més votat. Nomenat alcalde de Girona, exercí el càrrec entre l’abril de 1931 i el setembre de 1933, tot i que hagué de compaginar aquesta activitat amb les seves moltes altres ocupacions polítiques. El maig de 1931 va ser nomenat conseller adjunt del Govern provisional de la Generalitat, en representació de Girona. Continuà amb les seves col·laboracions a El Autonomista, ara sempre de tema polític i en català, que allargà fins a la fase final de la Guerra Civil.
A les eleccions generals de juny de 1931 per formar les Corts Constituents de la República espanyola, va obtenir un altre important triomf a Girona.
Va ser ministre de Comunicacions (12.09.1933/08.10.1933) en el breu govern de la República presidit per Alejandro Lerroux, i aleshores deixà de manera definitiva l’alcaldia de Girona. Sense gaire marge de temps per desenvolupar projectes en un ministeri que, a més, havia estat suspès des de 1931 i calia reorganitzar, establí una línia de vols regulars, de passatgers i de mercaderies entre els aeroports de Barcelona, Palma i València.
Ja abans de la fi d’aquell govern, Macià el cridà perquè ocupés el càrrec de conseller delegat, o cap de l’executiu català, que exercí (04.10.1933/03.01.1934), i acumulà també la cartera de Finances (08.10.1933/03.01.1934) en substitució de Carles Pi i Sunyer, que passava a ser ministre de la República. El seu mandat, també breu, se situà en uns moments de gran complexitat: la recent expulsió d’Esquerra del grup de L’Opinió, el triomf de les dretes a les eleccions generals de novembre de 1933, l’inici d’un període de relacions més difícils amb el govern espanyol i, finalment, la mort del president Macià i l’activació dels mecanismes de successió, al Govern i al partit.
A les esmentades eleccions de 1933 revalidà el seu lloc de diputat per Girona al Congrés dels Diputats (Corts de 1933-1936), amb uns resultats més favorables per a Esquerra que a la resta de demarcacions catalanes.
L’abril de 1935 refermà la seva condició de membre de la direcció d’Esquerra, en un Comitè Executiu creat en el context de la situació d’empresonament de membres destacats del partit, arran dels Fets d’Octubre de 1934. Aquest mateix 1935 va ser un dels fundadors de la Societat Catalana de Geografia, filial de l’Institut d’Estudis Catalans. A les eleccions generals de 1936 va ser elegit novament diputat al Congrés per Girona (Corts de 1936-1939), com a membre de la candidatura del Front d’Esquerres.
Durant la Guerra Civil va ocupar diversos càrrecs relacionats amb l’ensenyament i la geografia. El juliol de 1937 passà a ser vicesecretari de la Diputació Permanent de les Corts espanyoles i l’octubre següent, vicepresident tercer de les Corts. El 1938 va ser reelegit per a la direcció d’Esquerra. El mateix any va ser nomenat president del Consell de Treball, organisme dependent del Ministeri de Treball i d’Assistència Social de la República. L’1 de febrer de 1939 assistí a la darrera sessió de les Corts republicanes, celebrada a Figueres, i marxà tot seguit a l’exili.
Instal·lat inicialment a França, participà en les sessions de la Comissió Permanent de les Corts espanyoles a l’exili, col·laborà en El Poble Català i auxilià els organismes d’ajuda als refugiats. Mentre, ell i la seva esposa foren donats de baixa de l’escalafó de mestres de les Escoles Normals per part de les autoritats franquistes.
El 1942, acompanyat de la seva esposa i dels seus tres fills, marxà cap a Mèxic, on rebé l’encàrrec del president Irla de formar un Consell Català, projecte que topà amb nombroses dificultats.
El 1943 s’integrà, a Mèxic, a la Junta Española de Liberación, organisme de l’exili republicà espanyol precedent del govern de la República espanyola a l’exili, format el 1945, també a Mèxic.
El 1949 deixà el seu treball i les seves responsabilitats polítiques més immediates i s’instal·là a la localitat mexicana de Guadalajara. El 1954 va ser un dels diputats que assistí a la reunió del Parlament de Catalunya a l’ambaixada del govern de la República espanyola a Mèxic, de la qual sortí el nomenament de Josep Tarradellas com a nou president de la Generalitat.
Xavier Carmaniu i Mainadé es Historiador i Periodista.