كارلوس بدأ مسيرته في الملاعب في عام 1991 رفقة نادي يونوا ساو جوا إسبورت، وأعير في موسم 1992 إلى نادي أتلتيكو مينيرو، قبل أن ينضم إلى نادي بالميراس، ومن هناك كانت الانطلاقة الحقيقية أو لنقل الأولى في عالم الساحرة المستديرة، وحقق صحبته لقب الدوري البرازيلي موسمي 1993 و1994، وكأس باولسيتا وتورنيو ريو ساو باولو.
بعد المستوى المميز حط روبرتو رحاله في القارة الأوروبية، حين التحق بنادي إنتر ميلان، لكنه بقي هناك موسماً واحداً شارك خلاله في 34 مباراة وسجل 7 أهداف، وفي موسم 1996-1997 وصل كارلوس إلى نادي ريال مدريد الإسباني، وارتدى الرقم 3، فصنع معه المجد، وحقق ألقاباً بالجملة ولعب إلى جانب نجوم كبار على غرار مواطنه الظاهرة رونالدو، والفرنسي زين الدين زيدان، والإنجليزي ديفيد بيكهام، والبرتغالي لويس فيغو، إضافة إلى بعض اللاعبين الإسبان، فرناندو هييرو، إيكر كاسياس، وراؤول غونزاليس.
قبل سرد الألقاب التي حققها كارلوس صحبة ريال مدريد لا بد من الحديث عن أبرز ما قام به خلال هذه الفترة، من دون شك يذكر الجميع تمريرة الهدف التي صنعت الفرحة في نهائي دوري أبطال أوروبا عام 2002 أمام نادي باير ليفركوزن، حين مرر إلى الفرنسي زيدان كرة عالية، جاء منها هدف الفوز واللقب الأغلى في القارة العجوز، وكذلك سجل هدفاً خرافياً أمام نادي تينيريفي أذهل الجميع من زاوية مستحيلة، أما الذكرى السلبية ربما فكانت موسم 2007 في دوري أبطال أوروبا أمام نادي بايرن ميونخ حين خسر الكرة وسجل روي ماكاي أسرع هدف في تاريخ البطولة 10,12 ثوانٍ.
الظهير الأيسر البرازيلي حقق صحبة الميرنغي كثيراً من الألقاب؛ الدوري الإسباني 4 مرات، والسوبر الإسباني في 3 مناسبات، ودوري الأبطال أيضاً 3 مرات، وكأس العالم للأندية مرتين، والسوبر الأوروبي مرة واحدة، بعد هذه الفترة الناجحة التحق كارلوس بنادي فناربخشه التركي فسجل معه 10 أهداف في 103 مباريات، وحقق رفقتهم كأس تركيا مرتين. لعب بعدها لنادي كورينثيانز ومن ثم نادي أنجي محج قلعة في الدوري الروسي، قبل أن يعتزل اللعب في موسم 2012 ودرب عدة فرق، وتولى مطلع الموسم الحالي نادي ديلهي ديناموس الهندي، وهو يشارك معه في بعض المباريات كلاعب.
مسيرة النجم البرازيلي صحبة منتخب بلاده حافلة بالإنجازات، فالأهم كان كأس العالم 2002 حين فاز على ألمانيا في نهائي كوريا الجنوبية واليابان بهدفي الظاهرة رونالدو، وحصد لقب كوبا أميركا مرتين، وكأس القارات عام 1997، ويبقى الهدف التاريخي في مرمى الحارس الفرنسي فابيان بارتيز حاضراً في ذاكرة الجميع حتى هذه اللحظة، وذلك خلال المباراة الافتتاحية لبطولة فرنسا الدولية الودية التي جرت في باريس في شهر يونيو/ حزيران من عام 1997 استعداداً لخوض نهائيات كأس العالم 1998، حينها سدد كرة التفت بطريقة غريبة وسكنت الشباك لتذهل الجميع.