Il a manqué un rien à Carlos Reutemann pour devenir champion du monde de F1, tout comme son compatriote Fangio.

Carlos attaque 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 termine maintes fois sur le podium avant de remporter sa première victoire en Allemagne, terminant 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. Et lors du Grand Prix de Brésil, ne comptant pas pour le championnat, il décroche la victoire. Le reste de la saison n'est pas du même calibre, sa meilleure performance est une quatrième place au Canada. La saison suivante, il monte sur le podium à deux reprises, en France et à Watkins Glen. C'est en 1974 que sa carrière va être lancée pour de bon. En Argentine, il mène la course avant qu'une panne d'essence ne ruine ses espoirs. Il prend sa revanche à Kyalami en menant une grande partie de la course et terminant vainqueur. En Autriche, il mène la course de bout en bout, de même qu'aux Etats-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, remportant même la victoire sur le Nürburgring. Une régularité plus conséquente que la saison précédente qui lui permet de terminer troisième au 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 courses. En fin de saison, il est recruté par Ferrari pour remplacer Niki Lauda suite à son grave accident, mais la convalescence de l'autrichien est plus courte que prévue et il y aura trois Ferrari alignées au Grand Prix d'Italie.

La saison 1977 de Carlos chez les rouges commence bien, par une troisième place en Argentine et la victoire au Brésil, prenant du même coup la tête au 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 trois fois à la troisième place. Il termine le championnat à la troisième place. En 1979, il décide de quitter Ferrari pour Lotus, champion du monde en titre. Il réalise une bonne première mi-saison, mais au final la voiture n'est pas aussi compétitive et Carlos ne remporte aucune course.

En 1980, Carlos court pour l'écurie Williams, comme second d'Alan Jones. Il remporte une victoire dans les rues de la Principauté, puis termine souvent bien placé. A la fin de la saison, il est de nouveau troisième, tandis que son coéquipier et son écurie remportent la couronne mondiale. En 1981, c'est au tour de Carlos de concourir pour le titre. La saison début magnifiquement, sur les cinq premières épreuves, il monte cinq fois sur le podium, dont deux victoires, 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 va se faire dépasser par Jones. Le pilote argentin termine à une piètre huitième place, tandis que Piquet termine cinquième et remporte le titre. Carlos ne court que les deux premières courses de la saison 1982, avant de se retirer de la compétition.

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