2018 Weryfikacja na tle Nico Hulkenberga w Renault okazuje się być negatywna. Przegrywa z Niemcem zespołowy pojedynek zarówno w kwalifikacjach jak i wyścigach. Jego najlepszą pozycją na mecie jest piąta w Azerbejdżanie, a w końcowej klasyfikacji rzutem na taśmę plasuje się na dziesiątym miejscu z 53 punktami. Spełnia się jego wymarzony scenariusz o odejściu Daniela Ricciardo z Red Bulla, lecz austriacki producent ostatecznie sięga po Gasly'ego, a Sainz zostaje zwolniony z kontraktu. Dysponując wolną ręką wiąże się z McLarenem wieloletnim porozumieniem, ważnym już od sezonu 2019.
2017 Zalicza fantastyczny sezon w barwach Toro Rosso, podczas którego absolutnie zdominował swojego zespołowego partnera. Dziewięciokrotnie dojeżdża w punktach, zdobywając ich łącznie 48. Swój najlepszy występ zalicza w Singapurze, gdzie przekracza linię mety na czwartej pozycji. Dzięki świetnej postawie wzbudza zainteresowanie innych ekip, lecz Toro Rosso decyduje się pozostawić go na czwarty sezon, przez co dochodzi między nim a szefostwem do konfliktu. Stajnia z Faenzy rozwiązuje jednak umowę na dostawy jednostek Renault i w ramach odszkodowania Carlos zostaje wypożyczony do ekipy francuskiego producenta do końca 2018 roku. Zasiada za kierownicą bolidu Renault już w Austin, gdzie w debiucie wchodzi do Q3, a w wyścigu melduje się na mecie siódmy. Ostatecznie kończy mistrzostwa na dziewiątej pozycji z dorobkiem 54 punktów.
2016 W tym roku problemy z zawodnością bolidu przechodzą w niepamięć dzięki umowie z Ferrari na dostawy jednostek napędowych. W ten sposób dziesięciokrotnie finiszuje na punktowanych pozycjach, a jego najlepszym wynikiem jest szóste miejsce w Hiszpanii, Stanach i Brazylii. Ponadto w kwalifikacjach oraz wyścigach absolutnie zdominował swojego nowego zespołowego partnera - Daniiła Kwiata. Zostaje sklasyfikowany na dwunastym miejscu z dorobkiem 48 punktów, a jego jazda wzbudza zainteresowanie fabrycznej ekipy Renault. Mimo to Red Bull uruchamia klauzulę w kontrakcie i zostawia go w Toro Rosso na sezon 2017.
2015 Zalicza upragniony debiut w Formule 1, jednakże jego pierwszy sezon zdecydowanie nie przebiega tak, jakby sobie tego życzył. Nie dojeżdża do mety aż w siedmiu wyścigach, z czego sześciu nie kończy przez usterki jednostki napędowej Renault. Z tego powodu zdobywa tylko 18 punktów, sromotnie przegrywając zespołowy pojedynek z Maksem Verstappenem. Ma bardzo groźny wypadek w trzecim treningu do Grand Prix Rosji, który wyklucza jego udział w kwalifikacjach, jednakże po spędzeniu nocy w szpitalu zostaje z niego wypisany i bierze udział w niedzielnej rywalizacji.
2014 Dołącza do stawki Formuły Renault 3.5 i nie daje swoim rywalom żadnych szans. Wygrywa serię z dorobkiem siedmiu zwycięstw - najwięcej w historii - oraz zdobywa dokładnie taką samą liczbę pole position. Pod koniec roku po raz kolejny testuje bolid Formuły 1 Red Bulla, natomiast kilka dni później zostaje potwierdzony jako zawodnik Toro Rosso w sezonie 2015.
2013 Przechodzi do mistrzostw GP3 i jego zespołowym partnerem jest drugi z juniorów Red Bulla - Daniił Kwiat. Rosjanin nie pozostawia rywalom szans i zostaje mistrzem, natomiast Sainz wyraźnie zawodzi i jest dopiero dziesiąty bez żadnej wygranej. Startuje w czterech rundach FR3.5 z ekipą Zeta Corse i zdobywa łącznie 22 punkty. Ponadto otrzymuje szansę poprowadzenia bolidów Red Bulla i Toro Rosso, uzyskując jednocześnie superlicencję.
2012 Robi kolejny krok do przodu i przesiada się do bolidu Formuły 3. W brytyjskiej edycji F3 zostaje sklasyfikowany na szóstej lokacie z dorobkiem pięciu tryumfów, natomiast w F3 Euroseries jest dopiero dziewiąty, choć na pocieszenie pozostają mu dwa miejsca na podium oraz dokładnie taka sama liczba pole position. Po raz kolejny przystępuje do GP Makau i tym razem dojeżdża na siódmym miejscu.
2011 Startuje równocześnie w dwóch różnych seriach. W europejskiej Formule Renault 2.0 zajmuje drugie miejsce w klasyfikacji, natomiast północnoeuropejskiej edycji tych mistrzostw z dorobkiem aż dziesięciu zwycięstw oraz ośmiu pole position zostaje mistrzem. Pod koniec roku bierze udział w Grand Prix Makau, aczkolwiek pojawia się na mecie dopiero na siedemnastej pozycji.
2010 Przesiada się za kierownicę bolidu. Skupia się na startach w europejskiej Formule BMW, gdzie zdobywa dwa pole position, wygrywa jeden wyścig, a na podium stoi ogółem pięć razy. Zmagania kończy na czwartej lokacie, a w trakcie roku startuje również pojedynczo w Formule Renault 2.0 czy F3 Open.
2005-2009 W 2005 roku rozpoczyna starty w kartingu. W tym czasie zdobywa wicemistrzostwo Europy w kategorii KF3 czy wygrywa prestiżowy wyścig Monte Carlo Kart Cup. Ponadto w połowie sezonu 2009 zostaje włączony w szeregi juniorskiego programu Red Bulla.
Objaśnienia:P. - końcowa pozycja w klasyfikacji generalnej, Zwyc. - zwycięstwa, Pktwł. - punktował, P. pos. - pole positions, Naj. okr. - najszybsze okrążenia, Nie skl. - niesklasyfikowany, ZD - zdyskwalifikowany
Starty obejmują rozpoczęte wyścigi (w nawiasie podana jest suma zgłoszeń do grand prix)
Rezultaty wyścigów z ostatniego sezonu | Rezultaty wszystkich wyścigów Wszystkie pole positions | Wszystkie zwycięstwa | Wszystkie najszybsze okrążenia
•Rezultaty wyścigów z ostatniego sezonu
GP
Tor
Nr
Bolid
Op.
St.
Fi.
Dodatkowa informacja
Sezon 2019
Albert Park
55
McLaren MCL34
18
NS
jednostka napędowa
Sakhir
55
McLaren MCL34
7
19
skrzynia biegów
Shanghai
55
McLaren MCL34
14
14
Baku
55
McLaren MCL34
9
7
Catalunya
55
McLaren MCL34
12
8
Monte Carlo
55
McLaren MCL34
9
6
Gilles Villeneuve
55
McLaren MCL34
11
11
Paul Ricard
55
McLaren MCL34
6
6
Red Bull Ring
55
McLaren MCL34
19
8
Silverstone
55
McLaren MCL34
13
6
Hockenheim
55
McLaren MCL34
7
5
Hungaroring
55
McLaren MCL34
8
5
Spa-Francorchamps
55
McLaren MCL34
-
-
Objaśnienia:St. - start, Fi. - finisz, NS - niesklasyfikowany, NW - nie wystartował, N2 - nie wystartował ponownie, ZD - zdyskwalifikowany, PL - start z pit-lane, NZ - nie zakwalifikował się, NP - nie przedkwalifikował się, WY - wykluczony, naj. okr. - najszybsze okrążenie w wyścigu
