Le 'Roi Carlos', il est le nouveau prodige espagnol digne successeur de Rafael Nadal . En juillet 2022, 'Carlitos' est devenu, à 19 ans, le plus jeune joueur à accéder au top-5 mondial depuis Rafael Nadal (4eme en août) ! Le 12 septembre 2022, après sa victoire à l'US Open, il devient le plus jeune joueur de l'histoire à se hisser à la place de n°1 mondial (28eme n°1 de l'histore), à 19 ans 4 mois and 6 jours. Il réalise ainsi un doublé inédit : remporter son premier titre en Grand Chelem et devenir n°1 mondial. Il conserve sa place de n°1 mondial pendant 20 semaines. Le 30 janvier 2023, Novak Djokovic redevient n°1 mondial après sa victoire à l'Open d'Australie. Après son titre au Masters 1000 d'Indian Wells en mars 2023, il récupère sa place pendant deux semaines, une nouvelle fois le 22 mai 2023 puis le 26 juin 2023 (au total 36 semaines au sommet). Vainqueur du Masters NextGen 2021 en éliminant l'Américain Sebastian Korda.

Il a remporté 16 tournois sur l'ATP Tour dont 4 Majeurs : l'US Open en 2022 (en battant le Norvégien Casper Ruud), Wimbledon en 2023 et 2024 (chaque fois contre le maître des lieux Novak Djokovic ) et Roland-Garros en 2024 (contre Alexander Zverev). Vainqueur de 5 Masters 1000 : Miami en 2022, Madrid en 2022 et 2023 puis Indian Wells en 2023 (sans perdre un set) et 2024 (les deux fois contre Daniil Medvedev). Après sa victoire à Roland-Garros en juin 2024, il est devenu à 21 ans le plus jeune joueur de l'ère moderne à atteindre la finale d'un Majeur puis les remporter sur trois surfaces différentes. Demi-finaliste à l'US Open en 2023, quart de finaliste en 2021 ; quart de finaliste à Roland-Garros en 2022 et à l'Open d'Australie en 2024. Vice champion olympique en simple en 2024 contre Novak Djokovic . Vainqueur de la Laver Cup en 2024 en apportant un record de 8 pts à l'équipe de l'Europe.

Il compte 7 autres victoires dont 5 sur terre battue, 1 sur dur et 1 sur gazon :  Croatie en 2021 (en battant Richard Gasquet ), Rio de Janeiro en 2022,  Barcelone en 2022 et 2023, Buenos Aires et le Queen's (gazon) en 2023 et l'Open de Chine en 2024 (quatre finales perdues). Après sa victoire à Madrid, il est devenu le premier joueur à battre trois joueurs du top-4 mondial (Nadal, Djokovic et Zverev) depuis David Nalbandian en 2007 à Madrid (Federer, Nadal et Djokovic). En 2021, il a notamment battu le Grec Stefanos Tsitisipas (3eme joueur mondial) à l'US Open, ainsi que les Italiens Matteo Berrettini (7eme joueur mondial) à Vienne et Jannik Sinner (9eme joueur mondial) à Paris-Bercy. Joueur de l'année, il a terminé cette année à la 1ère place mondiale. Il est le plus jeune joueur de l'histoire à terminer l'année n°1 mondial. Egalement lauréat du trophée du joueur ayant le plus progressé en 2022.