Carlos Sainz ha iniziato a correre nei rally nel 1980, a 18 anni, e nel 1987 ha conquistato il suo primo titolo, vincendo il Campionato spagnolo, ripetendo l'impresa l'anno successivo. Nel 1987 ha anche debuttato nel Campionato mondiale, alla guida di una Ford Sierra nel Rally di Portogallo. Ha vinto il suo primo rally mondiale nel 1990 in Grecia e al termine di quella stagione si è laureato Campione del mondo alla guida di una Toyota Celica. Sempre con questa auto, ha vinto anche il Mondiale 1992, per poi passare a guidare una Lancia Delta Integrale (1993), Subaru Impreza (1994-1995), Ford Escort (1996-1997), Toyota Corolla (1998-1999), Ford Focus (2000-2002) e Citroën Xsara (2003-2005), senza più riuscire a conquistare il titolo mondiale (4 secondi posti e 5 terzi). In totale ha collezionato 196 rally mondiali, con 26 vittorie (era un record, prima che venisse superato da Sebastien Loeb), 97 podi e 756 prove speciali vinte. L'ultima gara disputata è stata il Rally dell'Acropoli (Grecia) 2005 (ha corso al posto del giovane Duval messo a riposo dal team dopo una lunga serie di errori) dove è riuscito a salire ancora un volta sul podio, mentre nel 2004 ha ottenuto la sua ultima vittoria nel Rally d'Argentina. È stato uno dei piloti che hanno fatto la storia dei Rally degli anni 90, sempre competitivo su ogni fondo e su ogni vettura, dai gruppi B alle moderne WRC. Abbandonato il Mondiale, nel 2006 e 2007 ha partecipato al Rally Dakar, alla guida di una Volkswagen, mostrando ottime doti velocistiche, ma rallentato da problemi tecnici che lo hanno allontanato dalla vittoria. Sainz partecipa anche alla Dakar 2009, svoltasi in Sud America, con ambizioni di vittoria, ma viene di nuovo ostacolato dalla cattiva sorte. Infatti, dopo aver vinto sei tappe è leader della classifica auto quando uno strano incidente lo costringe al ritiro: durante una prova speciale, in un tratto di fuoripista finisce in un terrapieno di circa quattro metri che a suo dire non era stato segnalato dall'organizzazione della corsa. Ci riprova nel 2010, riuscendo a portare a casa il primo posto, sempre nella catagoria auto
Non dimentichiamo che Sainz è anche l'unico pilota che sia riuscito a conquistare il Grande Slam rallyistico, cioè vincere tutte le 5 gare classiche del panorama internazionale: Montecarlo, Safari, Tour de Corse, Mille Laghi, Rac.
Oggi, alcune di esse sono fuori dal Mondiale (il Monte nell'IRC, mentre il Safari forse non farà mai più parte dell'elite internazionale), altre hanno cambiato volto totalmente (il vecchio Rac è ridotto a essere un rally del Galles, senza Scozia e senza foresta di Kielder).
