Après les frères Fittipaldi, Carlos Pace était un autre excellent pilote brésilien. Sa carrière a pris fin de manière brutale.

Carlos débute en 1963 dans le championnat national de voitures de tourisme, une discipline qui lui permet de se confronter aux pilotes les plus en vue du pays, comme les frères Fittipaldi. La seconde moitié de la décennie est une étape décisive : entre 1967 et 1969, il s'impose dans le championnat brésilien de voitures de tourisme. Ces succès lui valent une reconnaissance qui dépasse le cadre local et l'incitent à envisager une carrière internationale. A la fin des années 1960, il se prépare à franchir le pas vers l'Europe, où les catégories de monoplace sont le passage obligé pour accéder aux compétitions de haut niveau.

En 1970, il quitte le Brésil pour s'installer au Royaume-Uni, étape essentielle pour accéder aux compétitions européennes de monoplace. Il s'engage dans le championnat britannique de Formule 3 et, dès cette première saison, remporte plusieurs victoires ainsi que le championnat BARC. En 1971, il accède à la Formule 2 et participe à certaines épreuves, notamment avec l'équipe Frank Williams.

En F1 avec March

En 1972, il court en Formule 1 avec une March 711 de l'écurie de Frank Williams. Il marque son premier point lors de son deuxième Grand Prix, en Espagne, en se classant sixième. Il termine ensuite cinquième du Grand Prix de Belgique. La fin de saison est moins heureuse pour le Brésilien, qui abandonne à cinq reprises et n'est pas classé lors des deux courses où il voit le drapeau à damier.

Parallèlement, il continue de courir en F2 et remporte la deuxième manche du Torneio Internacional. Il participe également à des courses de voitures de sport, terminant deuxième des 1 000 km de l'Österreichring avec une Ferrari 312 aux côtés d'Helmut Marko. A la fin de la saison, il dispute la World Championship Victory Race sur une Surtees et termine deuxième, ce qui conduit John Surtees à l'engager pour la saison 1973.

Surtees

La saison 1973 marque sa première année complète en Formule 1. Il commence son championnat lors du Grand Prix d'Argentine, mais son abandon inaugure une série de problèmes mécaniques avec la TS14A qui se répètent lors des trois épreuves suivantes. Lors du Grand Prix de Belgique, il parvient à rallier l'arrivée en huitième position, mais abandonne de nouveau à Monaco. Il termine dixième en Suède et treizième en France, des places modestes qui traduisent toutefois une progression dans sa capacité à terminer les courses. A partir de l'été, ses performances s'améliorent sensiblement. En juillet, il prend la septième place aux Pays-Bas, puis, en août, au Grand Prix d'Allemagne, il obtient son premier résultat significatif avec une quatrième place qui lui rapporte trois points au championnat. Deux semaines plus tard, en Autriche, il réalise sa meilleure performance de l'année en montant sur la troisième marche du podium, confirmant ainsi son potentiel au sein du plateau. La suite de la saison est plus difficile, avec trois abandons lors des trois dernières manches.

En voitures de sport, toujours avec Ferrari, il fait équipe avec Arturo Merzario et se classe deuxième aux 1 000 km du Nürburgring et aux 24 Heures du Mans.

En 1974, il commence la saison avec la Surtees TS16, mais abandonne lors du premier Grand Prix en Argentine. Deux semaines plus tard, au Brésil, il se classe quatrième. Les courses suivantes sont plus difficiles : il se classe onzième en Afrique du Sud, treizième en Espagne, puis est contraint à l'abandon en Belgique, à Monaco et en Suède. Lors de ce dernier Grand Prix, Carlos pique une colère contre sa voiture, qu'il juge inconduisible. John Surtees, qui n'a pas apprécié le comportement de son pilote, décide de le licencier.

Brabham

Carlos retrouve rapidement un volant dans l'équipe de John Goldie et pilote une Brabham BT42, mais il ne parvient pas à se qualifier pour le Grand Prix de France. Lors de la manche suivante, en Grande-Bretagne, il rejoint toutefois l'équipe officielle Brabham aux côtés de Carlos Reutemann. Sa première course avec cette nouvelle écurie se solde par une neuvième place, suivie d'une douzième en Allemagne. Il abandonne en Autriche, mais décroche une cinquième place en Italie. La fin de saison est plus encourageante, puisqu'il se classe huitième au Canada, puis réalise sa meilleure performance de l'année lors du Grand Prix des États-Unis, avec une deuxième place.

En 1975, Carlos commence de nouveau sa saison par un abandon en Argentine, alors qu'il s'élance de la deuxième place sur la grille, derrière Reutemann, qui remporte la course. Deux semaines plus tard, au Brésil, il se qualifie à la sixième place et se retrouve troisième dès le début du premier tour. Après avoir dépassé Reutemann, il se retrouve en tête après l'abandon de Jean-Pierre Jarier, et s'impose devant son public. Lors du Grand Prix suivant, en Afrique du Sud, il décroche sa première pole position, mais ne termine que quatrième. En Espagne, sur le circuit urbain de Montjuïc Park, il parvient à prendre la tête de la course en dépassant Rolf Stommelen, mais se fait repasser à la suite d'une petite erreur. Trois tours plus tard, l'aileron arrière de la Hill de Stommelen se détache et il heurte le mur intérieur, avant de revenir en piste et de toucher la Brabham de Carlos, qui heurte à son tour le rail. Plusieurs personnes ont été très gravement blessées par la voiture folle de Stommelen, et certaines sont même mortes sur le coup. L'Allemand gît dans sa voiture, conscient mais grièvement blessé. Carlos reste aussi dans sa voiture, mais s'en tire avec une légère commotion. A Monaco, complètement remis, il obtient une troisième place qui confirme qu'il reste compétitif. Cependant, la suite de la saison est plus irrégulière. Il se classe huitième en Belgique, puis abandonne en Suède. Il termine cinquième aux Pays-Bas, ajoutant deux points à son total. Il abandonne en France, mais décroche un troisième podium au Grand Prix de Grande-Bretagne en terminant deuxième malgré un accident sous une pluie battante qui met fin à la course. Les quatre dernières courses se terminent par un abandon. Au terme de la saison, Carlos se classe sixième du championnat des pilotes.

En 1976, Brabham abandonne le moteur Ford Cosworth pour collaborer avec Alfa Romeo, de retour en F1. Un choix qui désavantage Carlos, car même s'il parvient à réaliser de bonnes qualifications, il ne peut pas concrétiser en course. Il entame sa saison au Grand Prix du Brésil en se classant dixième. En Afrique du Sud, il abandonne en raison d'un problème mécanique, puis se classe neuvième lors du Grand Prix des Etats-Unis Ouest. En Espagne, il marque son premier point en se classant sixième. La suite de la saison est marquée par une alternance de résultats modestes et d'abandons : neuvième à Monaco, huitième en Suède, puis quatrième en France, ce qui lui rapporte quelques points supplémentaires. Après une quatrième place au Grand Prix d'Allemagne, il ne marquera plus de points lors des six derniers Grands Prix, abandonnant à cinq reprises.

La saison 1977 semble s'annoncer sous de meilleurs auspices. Lors du premier Grand Prix en Argentine, Carlos mène le début de la course avant de laisser la première place à la Wolf de Jody Scheckter. Il termine néanmoins deuxième. Deux semaines plus tard, au Brésil, il s'élance de la cinquième place et prend la tête dès le premier tour. Mais au sixième tour, il part en tête-à-queue en résistant à James Hunt et endommage sa Brabham. Après être passé par les stands pour changer son aileron avant, il repart dernier et abandonne à la suite d'une sortie de piste. Lors du Grand Prix d'Afrique du Sud à Kyalami, il s'élance de la deuxième position, mais ne termine que treizième, à cause de la dégradation rapide de ses pneus.

Ce sera malheureusement sa dernière apparition en Formule 1. Le 18 mars 1977, Carlos Pace meurt dans un accident d'avion près de São Paulo, mettant brutalement fin à une carrière qui avait révélé un fort potentiel. Le circuit d'Interlagos porte aujourd'hui son nom.