Carlos s-a nascut si a crescut in Chicago. Arta a jucat mereu un rol important in viata sa, el pictand si desenand inca de la o varsta frageda. Dupa ce a terminat New Trier High School a decis sa urmeze cursurile universitatii Illinois State University cu gandul de a deveni animator. Carlos s-a razgandit dupa facultate si s-a hotarat sa isi dedice viata visului de a deveni actor. A inceput sa studieze si sa interpreteze la mai multe companii de teatru printre care The Second City, Pegasus Players si Victory Gardens Theater Co. Dupa cativa ani in care a lucrat in Chicago, Carlos s-a mutat in San Francisco pentru a se pregati la prestigiosul American Conservatory Theater, unde a jucat in Hamlet, The Diary of Anne Frank, The Cherry Orchard, As You Like It, Good si Heartbreak House.
De asemenea, el a scris si regizat pentru scena si ecran, primind o nominalizare la LA Weekly Theater Award pentru cel mai bun regizor pentru punerea in scena a The Memorandulla a lui Vaclav Havel. A mai scris si produs Mission Road si produce seria de benzi desenate pentru telefonia mobila 101 Ways to Die. Carlos este, probabil, cel mai bine cunoscut pentru o portretizarea lui Tony Almeida din serialul 24. El a primit două nominalizări la Screen Actors Guild Awards, trei la Imagen Awards și una la Alma Award.
