Carlos Sánchez se formó en las categorías inferiores del Real Madrid.
La siguiente alternó la titularidad en el filial con algunas convocatorias en el primer equipo y la campaña 2003/04 formó parte de la primera plantilla como segundo portero suplente, nuevamente sin llegar a ser alineado.
La temporada 2004/05 fue cedido al Polideportivo Ejido de la Segunda División, donde tampoco gozó de oportunidades para jugar[1] La siguiente campaña fue nuevamente cedido, esta vez a la UD Almería, donde sólo disputó tres encuentros.
En su primer año tampoco pudo hacerse con la titularidad y vio desde el banquillo todas las jornadas ligueras.
En la temporada 2010/2011 se retiró[2] Sin embargo, la temporada 2007/08 logró desbancar de la portería al veterano Javier Oliva, cuajando una destacada campaña en la que obtuvo el Trofeo Zamora como portero menos goleado de la categoría, tras encajar tan solo 27 goles en 33 partidos.