Carlos PenaVega, pe numele complet Carlos Roberto PenaVega /Carlos Roberto Pena Jr., s-a născut la 15.08.1989, în Columbia, Missouri, SUA. Tatăl său este spaniol și venezuelean, iar mama lui este dominicană. A crescut în Weston, Florida, a învățat la Sagemont Upper School. A apărut în producțiile locale Grease și Man of La Mancha, a avut un rol într-o producție din Titanic la American Heritage School, la care a participat înainte de a se muta la Los Angeles pentru a urma o carieră de actor. Actor și cântăreț, activ din 2004, a avut primul său rol la 15 ani în ER, urmat de roluri în Judging Amy, Summerland, Ned's Declassified School Survival Guide. În timp ce era la liceu, Carlos a apărut în reclame de televiziune pentru pistolul cu apă de agrement marca Super Soaker, iar imaginea sa a apărut pe ambalajul jucăriei. PenaVega studia teatrul muzical la Conservatorul din Boston când managerul său l-a îndemnat să facă o audiție pentru Big Time Rush. A depus o casetă de audiție și a câștigat rolul aproape doi ani mai târziu. Carlos s-a mutat la Hollywood în august 2009, show-ul a avut patru sezoane și a fost unul dintre cele mai populare spectacole. El a jucat rolul lui Carlos García, a devenit membru al grupului Big Time Rush /BTR (o trupă americană de pop, formată în 2009), a fost gazda emisiunii de jocuri Webheads, a dat voce lui Bobby Santiago în The Loud House. PenaVega a co-scris piesa „Oh Yeah” de pe primul album al grupului BTR. Pentru cel de-al doilea album, a scris „Invisible” împreună cu Charley Greenberg, Cody Williams, Daniel Andrew Wayne și JR Rotem. Din 2011, trupa a lansat două albume, BTR și Elevate. Ulterior au lansat al treilea album, 24/Seven. El a co-scris „Picture This” împreună cu colegul de trupă, James Maslow. PenaVega a scris „Lost in Love” pentru soția sa, Alexa PenaVega. A scris și piesa „Na Na Na” pe 24/Seven. În plus, BTR s-a angajat în Summer Break Tour, în sprijinul albumului. Pentru interpretarea sa din grupul BTR, a fost nominalizat de două ori la Premiile ALMA, la Premiile Imagen și la trei premii NAACP Image consecutiv, dar nu a câștigat niciunul dintre aceste premii. El și partenerii săi de la BTR au fost onorați în 2010 la categoria „One to Watch” la Young Hollywood Awards. A lansat primul său single solo în spaniolă pe 4 februarie 2014, intitulat „Electrico”. Cântecul s-a clasat în top 10 al melodiilor latine iTunes. PenaVega a concurat în cel de-al 21-lea sezon din Dancing with the Stars în toamna anului 2015. Soția sa a fost și ea concurentă în acel sezon. Partenerul său profesional a fost Witney Carson. PenaVega și Carson au ajuns în finală, dar au fost eliminați în noaptea de performanță a săptămânii și au încheiat competiția pe locul patru. În 2017 a lansat single-ul Bésame featuring MAFFiO, a jucat alături de soția sa în filmul Enchanted Christmas și alături de Adelaide Kane în A Midnight Kiss. În 2018, a jucat alături de soția sa în filmul Love at Sea, iar în 2019, ei au jucat în seria de filme Picture Perfect Mysteries. În 2021, Big Time Rush a anunțat că se vor reuni pentru spectacole la New York și Chicago. De asemenea, trupa a făcut o apariție la mai multe concerte Jingle Ball în decembrie 2021. În 2022 au făcut turneul Forever în SUA și Mexic. Familia lui a călătorit cu el în turneu. Carlos și Alexa au lansat o carte în 2022 numită What If Love is the Point. În plan personal, el este căsătorit cu Alexa din 2014 și în prezent. În 2012, PenaVega a început să se întâlnească cu actrița americană Alexa Vega, după ce a cunoscut-o la un studiu biblic. Ea a apărut în episodul final al seriei Big Time Rush, difuzat în iulie 2013, unde a jucat rolul noii iubite a personajului său. Cuplul s-a logodit în august 2013 și s-a căsătorit pe 4 ianuarie 2014, în Puerto Vallarta, Mexic, ambii luând PenaVega drept nume de căsătorie. Amândoi sunt creștini. Cuplul are trei copii, doi băieți, unul născut în decembrie 2016 și celălalt în iunie 2019, o fiică, născută în mai 2021.