Garça, São Paulo'da doğan Roberto Carlos, ülkesinde Palmerias takımında yıldızı parladıktan sonra millî takıma çağrıldı. Burada adının duyulmasıyla Avrupa'nın dev kulüplerinden Inter Milan'a transfer oldu. Burada da çıkışını sürdüren Roberto Carlos, geçirdiği başarılı sezonun ardından Real Madrid'e transfer olmuş ve burada 11 sene takımına hizmet etmiştir. Roberto Carlos, 2007-2008 sezonu için sözleşmesinin bittiği Real Madrid'den ayrılarak bonservis bedeli olmaksızın Fenerbahçe ile bir yılı opsiyonlu olmak üzere üç yıllık sözleşme imzalamıştır. 2009'un Aralık ayına dek sarı-lacivertli kulüpte oynayan Carlos, ülkesine Corinthians formasıyla döndü. 2011'de Rus ekibi Anji Mahaçkale'ye transfer oldu ve 1 sezon sonra futbolu bıraktı.
Brezilya Ulusal Futbol Takımı'yla 1992'den 2006 FIFA Dünya Kupası'nın sonuna dek 125 karşılaşmaya çıkan Carlos, 11 gol attı. Özellikle 1997'de Fransa'ya attığı serbest vuruş golü, futbol tarihinin en güzel gollerinden biri olarak kabul edilmektedir.
Futbolu bıraktıktan sonra bir süre Anji Mahaçkale takımında sportif direktörlük görevini sürdüren Carlos, 2013-14 sezonu başında bir kez daha Türkiye'ye döndü ve Sivasspor teknik direktörlüğüne getirildi. 1.5 sezonun ardından takımdan ayrıldı. Hemen sonra Akhisar Belediyespor'un teknik direktörlüğüne getirildi ve sezonu burada tamamladı. 2015 yazında Hindistan ekibi Delhi Dynamos'un oyuncu teknik direktörü olarak 1 sezon geçirdi.