Асен Карастоянов учи флейта в Музикалното училище в София (1914-­18 г.). Продължава образованието си във Висшето музикално училище в Берлин със специалностите флейта при Е. Прил и хармония при П. Юон (1921-­22 г.). През периода 1923­-29 г. е диригент на духови и симфонични оркестри в Асеновград и Перник. Специализира композиция в Париж в Ecole Normale при П. Дюка и контрапункт в Schola cantorum при П. льо Флем (1930-­31 г.). Учи в Лайпцигската консерватория теория на музиката при З. Карл-Егерт и композиция при Г. Рафаел (1932 г.). След завръщането си в България е преподавател по музикална теория в ДМА (от 1933 г.), професор (1945-­58).

Асен Карастоянов е автор на музикално-сценични произведения; кантати и други хорово-оркестрови творби; симфонии и други пиеси за симфоничен, духов, струнен, мандолинен оркестър; камерна музика; хорови песни; забавна и танцова музика; пише транскрипции и оркестрации. С популярност се ползват неговите пет оперети, а след 1944 г. ­ неговите масови песни (“Бригадирски”), които до края на 80-те години са сред най-изпълняваните в жанра. Носител е на много национални отличия и ордени.

Автор е на теоретични трудове, учебници и статии.

Музикално-сценични произведения:
Балети:
“Болярска сватба” (1949 г., недовършен);
“Бригадири” ­ балетна сцена (1950 г.).

Оперети:
“Ай завалъ Ахмед” (1937 г.; София);
Аман бе, Хасан! (“Еликсир за подмладяване”) (1938 г., София);
“Сватбата на Шахризар” (1940 г., София);
“Михаил Строгов” (1941 г., София);
“Българи от старо време” (1959 г., София);
3 детски оперети.

Хорово-оркестрови произведения:
Симфонична поема “Йоан Кукузел” за тенор, смесен хор и симфоничен оркестър (1939 г.).

Кантати:
“Пролетна” (1950 г.);
“Кантата за партията” (1954 г.);
“Преобразена Добруджа” (1955 г.);
“На партията” (1957 г.) и др.

“Патриотична поема” (1956 г.).

“Дайчово хоро”; “Ситно хоро” за смесен хор и оркестър и др.

Произведения за симфоничен оркестър:
Симфонии:
№1 “Рудничарска” (1934 г.),
№2 “Дунавска” (1960 г.);
№3 “Родопска”,
№4 “Прабългарска” (1974 г.).

Сюити:
“Балканска” (1924 г.);
“Родопска” (1940 г.);
“Средногорски скици” (1941 г.);
“Младежка” (1947 г.);
Сюита от оперетата “Българи от старо време” (1958 г.).

Три симфонични танца (1962 г.).

Концерти:
За флейта и оркестър (1965 г.);
За виолончело и оркестър (1969 г.);
Капричио за цигулка и оркестър

За духов оркестър:
Българска рапсодия (1953 г.);
2 сюити;
11 марша;
14 хора;
3 ръченици, потпури и др.

За струнен оркестър:
“Богомилска легенда”(1970 г.).

За мандолинен оркестър:
Потпури от български нар. песни (1915 г.).

Камерна музика:
Сюита за медни духови инструменти (1933 г.);
2 квартета;
2 сюити за флейта и пиано;
20 пиеси за соло флейта.

За пиано:
Соната (1938 г.);
2 детски пиеси;
Прелюд;
20 полифонични пиеси и др.

Избрана литература от Асен Карастоянов:
“Задачи по хармония” (С., 1942 г.);
“Учебник по хорово дирижиране” (С, 1947 г.);
“Учебник по елементарна теория на музиката” (С., 1948 г.).
“Конспект по хармонични стилове с въпроси и отговори” (С., 1948 г.);
“Кратки напътствия по инструментация” (С., 1948 г.);
“Мелодични и хармонични основи на българската народна песен” (С., 1950 г.);
“Учебник по контрапункт” (С, 1952, 54 г.);
“Сложен контрапункт, имитация и канон” (С., 1957 г.);
“Полифонична хармония” (С., 1959; на руски 1964 г.).

Избрана литература за Асен Карастоянов:
Павлов, Евгени (Клостерман). “Асен Карастоянов” (С., 1979 г.).