Surnommé "El Matador", il appartient au gotha des pilotes de rallyes. En mai 2020, il a été élu 'Plus grand rallyman de l'histoire' par les fans de WRC et des journalistes spécialisés devant Sebastien Loeb. Champion du monde en 1990 et 1992 (2eme en 1991, 1994, 1995 et 1998 ; 3eme en 1996, 1997 2000, 2002 et 2003). 26 victoires (longtemps un record mondial) et 97 podiums (ancien record mondial ; amélioré par Loeb en 2011) en 196 rallyes disputés entre 1987 et 2005 la plupart avec Luis Moya (ancien recordman du nombre de rallyes disputés en WRC, dépassé en 2019 par Jari-Matti Latvala ) dont 4 fois à Nouvelle Zélande, 3 fois au Monte Carlo, en Grèce et en Argentine. 757 victoires en spéciales ; 1 242 points marqués. Il a été le premier pilote non-scandinave à gagner le rallye des 1 000 Lacs en Finlande, en 1990. Parmi ses records en WRC : rallyes terminés dans les points (139), nombre de 2eme places (36), nombre de 3eme places (35), saisons avec au moins un podium (17; record co-détenu avec le Suédois Stig Blomqvist ), saison d'affilée avec au moins un podium (17 de 1989 à 2005).

Vainqueur de la Coupe du monde des rallyes tout terrain (cross-country) en 2007. Vainqueur du Paris-Dakar en 2010 (VW Touareg), 2018 (Peugeot 3008), 2020 (Mini Cooper) et 2024 (Audi, une première pour la marque allemande) à 61 ans, ce qui fait de lui le vainqueur auto le plus âgé de l’histoire du Dakar (3eme en 2011 et 2021; 17 participations entre 2006 et 2024). Il compte 42 victoires d'étapes (4 en 2006 pour une première participation, et en 2020 ; 5 en 2007 ; 6 dont 4 de suite en 2009 ; 7 en 2011 ; 3 en 2021 ; 2 en 2010, 2014, 2016, 2018 et 2022 ; 1 en 2013, 2019 et en 2023 à 60 ans). En 2009, à deux jours de l’arrivée à Dakar, alors qu'il était leader, il abandonne la course après une chute de sa Volkswagen dans le lit d'une rivière desséchée. En septembre 2009, il a remporté la première édition du rallye-raid "Silk Way" traversant les Routes de la Soie en Asie. Champion d'Espagne des rallyes en 1987 et 1988, il a aussi été sacré champion d'Espagne de squash en 1979. Son fils, Carlos Jr est pilote de F1 depuis 2015.