Velasco Carballo war dem Fußballverband Madrid (Federación de Fútbol de Madrid) angeschlossen und leitete Spiele in der spanischen Primera División. Sein Liga-Debüt gab er 2004 im Spiel zwischen dem FC Barcelona und dem FC Sevilla. Ab 2008 war er auch international tätig. Seine erste internationale Partie, die er leitete, war das Freundschaftsspiel zwischen Israel und Chile am 26. März 2008.[3] Carlos Velasco Carballo ist von Beruf Ingenieur und im Büro Madrid des texanischen Unternehmens Fluor Corporation beschäftigt.
Am 20. Dezember 2011 gab die UEFA bekannt, dass Carballo als einer von zwölf Schiedsrichtern bei der Fußball-Europameisterschaft 2012 zum Aufgebot gehört.[6] Er leitete insgesamt zwei Partien. Am 8. Juni 2012 leitete er das Eröffnungsspiel des Turniers zwischen Polen und Griechenland in Warschau, welches 1:1 endete.[7]
Carballo gehört auch zu den Schiedsrichtern, die bei der Weltmeisterschaft 2014 eingesetzt wurden. Seine Leistung in der Viertelfinalbegegnung zwischen Brasilien und Kolumbien wurde kritisiert.
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