Carlos De León passe professionnel en 1974 à l'âge de 15 ans. En 1976 et 1977, il perd deux combats contre des adversaires inconnus, mais commence ensuite une série de victoires.
Le , il remporte le titre de champion du monde de la catégoriepoids lourds-légers nouvellement créée contre le premier détenteur du titre WBC, Marvin Camel[1]. Lors de sa première défense de son titre, en , il bat le même adversaire par KO technique avant de s'incliner face à S.T. Gordon par arrêt de l'arbitre à la 2e reprise le [2].
En 1983, il bat en mars Leon Spinks dans un combat sans titre en jeu puis récupère le titre WBC avec une victoire de points sur Gordon. Il défend victorieusement son titre en battant le boxeur poids mi-lourdsYaqui Lopez(en), avant de le perdre en 1985 au profit d'Alfonso Ratliff, cette fois aux points. Cependant, il retrouve de nouveau le titre en battant Bernard Benton en mars de l'année suivante.
Après trois autres défenses de titre, il perd en huit rounds le à Las Vegas contre Evander Holyfield, alors détenteur des deux autres titres WBA et IBF, pour l'unification des trois ceintures mondiales[3].
Lorsque Holyfield est passé dans la catégorie des poids lourds, De Leon remporte pour la quatrième fois le titre WBC, puis le défend avec un match nul contre l'Anglais Johnny Nelson. Il perd ensuite contre l'Italiien Massimiliano Duran par disqualification et n'a plus jamais combattu pour une ceinture mondiale.
