Il a manqué très peu de choses à Carlos Reutemann pour devenir champion du monde de Formule 1, tout comme son compatriote Fangio.

Carlos entame sa carrière en F2 en 1970 avec une Brabham de l'Automobile Club argentin. La saison suivante, il dispute sa première course de F1, le Grand Prix d'Argentine hors championnat, avec McLaren, et termine troisième. En Formule 2, il monte maintes fois sur le podium avant de remporter sa première victoire en Allemagne, et de terminer vice-champion européen et brésilien. Autant de belles prestations qui conduisent Brabham à le faire courir en F1 dès 1972.

Dès son premier Grand Prix, qu'il dispute en Argentine, Carlos se fait remarquer en décrochant la pole position. Malheureusement, à la suite d'une usure prématurée de ses pneus, il ne termine que septième lors de la course. La suite de sa saison est moins brillante, excepté une quatrième place au Canada et une victoire, hors championnat, au Grand Prix du Brésil.

La saison suivante, il connaît un début de saison catastrophique et ne marque des points qu'à l'occasion de la septième manche, en Suède, où il se classe quatrième. Il monte ensuite sur le podium à deux reprises, en France et à Watkins Glen, et termine le championnat à la septième place.

C'est en 1974 que sa carrière décolle vraiment. En Argentine, il mène la course avant qu'une panne d'essence ne ruine ses espoirs de victoire. Il prend sa revanche à Kyalami en menant une grande partie de la course et en la remportant. Il mène la course de bout en bout en Autriche et aux États-Unis. Malheureusement, six autres courses se terminent par des abandons et Carlos termine le championnat à la sixième place.

En 1975, Carlos termine souvent sur le podium et remporte même la victoire sur le Nürburgring. Une régularité plus conséquente que la saison précédente qui lui permet de terminer troisième du championnat. La saison 1976 est beaucoup moins bonne : le passage au moteur Alfa Romeo se passe très mal, hormis une quatrième place en Espagne, il abandonne souvent en cours de route. En fin de saison, Ferrari le recrute pour remplacer Niki Lauda, victime d'un grave accident. Cependant, la convalescence de ce dernier est plus courte que prévu et il y aura trois Ferrari alignées au Grand Prix d'Italie.

La saison 1977 de Carlos chez Ferrari commence bien, avec une troisième place en Argentine et une victoire au Brésil, qui lui permet de prendre la tête du championnat du monde. Mais par la suite, il est devancé par son coéquipier Niki Lauda, qui termine la saison en champion du monde, tandis que Carlos se classe quatrième. En 1978, Carlos réalise une belle saison, en remportant quatre courses et en se classant à trois reprises à la troisième place. Il termine le championnat à la troisième place. En 1979, il décide de quitter Ferrari pour rejoindre Lotus, champion du monde en titre. Il réalise une bonne première moitié de saison, mais la voiture s'avère finalement moins compétitive et Carlos ne remporte aucune course.

En 1980, Carlos court pour l'écurie Williams en tant que second d'Alan Jones. Il remporte une victoire dans les rues de la Principauté, puis termine souvent sur le podium. À la fin de la saison, il se classe de nouveau troisième, tandis que son coéquipier et son écurie remportent le championnat du monde. En 1981, c'est au tour de Carlos de concourir pour le titre. La saison commence magnifiquement : sur les cinq premières épreuves, il monte cinq fois sur le podium, dont deux fois en première place, et mène le championnat devant Piquet. La suite de la saison voit le Brésilien remonter sur lui. Avant la dernière course, il n'a qu'un point d'avance sur Piquet. Carlos se place en pole position. Mais dès le départ, il se fait dépasser par Jones. Le pilote argentin termine à une piètre huitième place, tandis que Piquet termine cinquième et remporte le titre. Quelques jours plus tard, Carlos annonce sa retraite avant de revenir sur sa décision.

Il reste donc chez Williams en 1982, malgré les tensions avec Patrick Head. Il termine le premier Grand Prix à la deuxième place. Puis, après son abandon à la suite d'un accrochage lors du Grand Prix du Brésil, il annonce qu'il quitte la Formule 1 avec effet immédiat.

Il se tourne ensuite vers la politique et est élu gouverneur de la province de Santa Fe en 1991.