14 травня 2020 року було оголошено, що починаючи з сезону 2021 року Карлос Сайнс переходить у команду «Феррарі»[5]. Він залишить Ferrari наприкінці 2024 року, коли до команди приєднається Льюїс Гамільтон[6][7].
Уродженець Мадрида, Сайнс почав свою кар'єру в картингу. У 2008 році він виграв титул в KF3. Також він зайняв друге місце в іспанському чемпіонаті.[8] У 2009 році Сайнс виграв престижний картинговий кубок Монако серед юніорів і зайняв друге місце в європейському чемпіонаті KF3.[8]
Формула-БМВ (2010)
Карлос Сайнс брав участь у Європейській і Тихоокеанській Формулі-БМВ у 2010 році за команду EuroInternational. Його напарником був російський автогонщик Данило Квят, надалі — напарник Сайнса по багатьох інших гоночних серіях. Також Сайнс стає частиною програми Red Bull Junior Team. Першу гонку в Формулі-БМВ він провів як гостьовий пілот на трасі Сепанг в Малайзії в Тихоокеанській серії Формули-БМВ. Оскільки він був гостьовим пілотом, він не міг отримувати очки, проте сезон для Сайнса склався дуже успішно: друге місце в дебютній гонці, три перемоги надалі (дві на Сепанзі, ще одна в фіналі в Макао). Завдяки першій з перемог в серії Сайнс отримав місце в Red Bull Junior Team. Хельмут Марко аплодував Сайнсу і гарному початку його гоночної кар'єри.
В сезоні 2010 європейської Формули-БМВ Карлос Сайнс виграв другу з гонок в Сільверстоуні, потрапив ще чотири рази на подіум і закінчив сезон на 4 місці з 227 очками.
Формула-Рено 2.0 (2010—2011)
В 2010 році Карлос Сайнс був гостьовим пілотом Єврокубка Формули-Рено 2.0. Також Сайнс брав участь в етапі зимового кубку британської Формули-Рено на трасі Снеттертон, зайняв 6 місце в першій гонці і не приїхавши до фінішу у другій.
В 2011 році в складі Koiranen Motorsport Сайнс став віце-чемпіоном Єврокубку Формули-Рено 2.0, а також виграв Formula Renault 2.0 Northern European Cup, приїхавши на подіум в 17 гонках сезону із 20 (включаючи 8 перемог).
Формула-3 (2011—2012)
Карлос Сайнс був гостьовим пілотом трьох гонок Євросерії Формули-3 2011. Під час сезону 2012 року Сайнс брав участь в Британській Формулі-3, Євросерії Формули-3 і в Чемпіонаті Європи Формули-3. В Британській Формулі-3 він здобув 5 перемог, фінішував 9 разів на подіумі, завоював 1 поул-позицію і в підсумку зайняв 6 місце. В цей же час в Євросерії він побував на подіумі 2 рази, приїхавши другим в двох із трьох гонок першого етапу сезону в Хоккенхаймі, і завоював 2 поул-позиції, зайняв 9 місце в загальному заліку. В Чемпіонаті Європи Формули-3 Сайнс, вигравши одну гонку, зайняв 5 місце в сезоні.
GP3 (2013)
В 2013 році Сайнс виступав в GP3, де представляв команду Arden разом з Данилом Квятом. Гонщик двічі побував на подіумі — в спринтах в Валенсії і Хунгароринзі, стартував з поула в першій гонці етапу в Спа-Франкоршам. При цьому двічі за сезон Сайнс був дискваліфікований в гонці, чотири з восьми етапів не принесли йому очок. Підсумковим результатом стало 10 місце в чемпіонаті, з 66 очками, в той час як Квят став чемпіоном GP3.
Формула-Рено 3.5 (2013—2014)
Сайнс взяв участь в Формулі-Рено 3.5 в 2013 році, представляючи команду Zeta Corse. Проте, так як він був зосереджений на виступах в GP3, Сайнс пропустив кілька етапів (в Монці, Арагоні, на Moscow Raceway і Red Bull Ring). За результатами сезону він зайняв 19 місце з 22 очками, приїхавши в очкову зону тричі.
В 2014 році він перейшов в команду DAMS. Цього разу Сайнс виступав у всіх гонках сезону. Отримавши 7 перемог, Карлос Сайнс став чемпіоном серії. Гонщик сім разів стартував з поула, 6 разів показав найкращий час кола.
Формула-1
Toro Rosso (2015—2017)
2015
З 2015 року Сайнс виступає в Формулі-1[2], вибравши особистий номер 55. Його першою командою була Toro Rosso, першим напарником — Макс Ферстаппен. Карлос Сайнс набрав очки в своїй дебютній гонці Формули-1 — Гран-прі Австралії 2015 року,[9] проте в цілому поступився своєму напарнику по підсумках сезону. Сайнс набрав 18 очок і зайняв в чемпіонаті 15 місце,[10] в цей час як Ферстаппен був 12-м, з 49 очками.[10] Найкращий результат в сезоні Карлос Сайнс завоював в дощовому Гран-прі США, фінішувавши 7-м; при цьому в домашньому Гран-прі Іспанії Сайнс стартував п'ятим. В Сінгапурі Макс Ферстаппен відмовився пропускати Карлоса Сайнса, всупереч приказу команди.
2016
В 2016 Сайнс продовжив виступи за Toro Rosso. Починаючи з Гран-прі Іспанії, напарником Карлоса Сайнса став Данило Квят, переведений з Red Bull до Toro Rosso. Макс Ферстаппен, навпаки, відправлений «на підвищення» з Toro Rosso до Red Bull. В домашньому Гран-прі Сайнс побив свій попередній рекорд найкращого фінішу в Формулі-1, зайнявши 6 місце в гонці; при цьому Макс Ферстаппен цю гонку виграв. В цілому Сайнс набрав за сезон 2016 значно більше очок за Toro Rosso, ніж Квят, і став по підсумках сезону 12-м, з 46 очками.[11] Шості місця Сайнс зайняв, крім домашнього Гран-прі Іспанії, ще в США і Бразилії (в останньому він пропустив Макса Ферстаппена, який прорвався в підсумку на подіум).
2017
Сезон 2017 Сайнс також провів значно сильніше Квята, набравши очки в дев'яти гонках за Toro Rosso. При цьому між напарниками стався конфлікт: після кваліфікації Гран-прі Канади Сайнс звинуватив Квята в нечесному суперництві, в Гран-прі Великої Британії між пілотами сталося зіткнення. Крім цього, Карлос Сайнс заявив про те, що не залишиться на четвертий сезон в Toro Rosso, якщо не перейде в Red Bull, що викликало критику в його відношенні з боку керівників Red Bull.
В середині вересня 2017 було оголошено про перехід Сайнса в Renault замість Джоліона Палмера.[12] В першій же гонці після цього — Гран-прі Сінгапуру — Сайнс показав свій найкращий результат в Гран-прі, зайнявши 4 місце.
Renault (2017—2018)
Починаючи з Гран-прі США 2017 року, Карлос Сайнс виступає в Формулі-1 за Renault. Його напарником є Ніко Гюлькенберг. В дебютному Гран-прі в Renault Карлос Сайнс зайняв 7 місце, але більше очок в гонках, які залишилися в сезоні, не набирав. Проте більша кількість фінішів в першій десятці за Toro Rosso дозволило Сайнсу зайняти 9 місце в чемпіонаті і набрати 54 очки (включаючи очки, набрані в США).
Карлос Сайнс продовжує виступи за Renault в сезоні 2018. Набравши очки в 13-х гонках(в 19 він фінішував),[13] це йому дозволило зайняти 10 місце з 53 очками.[14]
* Сезон триває † Не фінішував, але класифікований, оскільки подолав більше 90 % дистанції. ‡ Зараховано половину очок через те, що перегони склали менше 75 % запланованої дистанції.