Carlos Vieira tem experiência como ator nos palcos, na televisão e no cinema; e ainda em comerciais e filmes institucionais, também como apresentador. Sua carreira se iniciou no teatro, em 1990, com a peça Rasga Coração, montagem dirigida por Ligia Cortez. Com uma respeitável bagagem de estudos de aperfeiçoamento na arte da interpretação, nunca deixou de estudar.

De 1990 a 1993, participou de espetáculos assinados por nomes marcantes da cena teatral como Célia Helena, Vítor Mendes, Wellington Nogueira e Elias Andreato. Após uma breve ausência dos palcos, retornou no espetáculo Branca de Neve em Chicago, em 97, dirigido por Eduardo Martini. Em 1998, foi a vez de 36 Horas, com direção de Giorgio Ronna.

Na televisão, fez sua estreia no especial Projeto Ipê, da TV Cultura, em 1991 e, no ano seguinte, esteve no seriado O Grande Pai, no SBT. Em 1997 foi para a Globo, vivendo diversos personagens em telenovelas, minisséries e seriados. Na emissora, também participou de programas humorísticos.

Carlos também vem trabalhando no cinema, tendo participado nos curtas metragens Amor de Bala, de Sílvio Guindane, Tempo Real, de Mino Reis e Joana Limaverde, e Claro, de Ivan Goldman