Nel 1991 Carlos Checa domina il Campionato della Catalogna 80cc firmando pole, giro veloce e vittoria in tutte le gare a cui prende parte. L´anno dopo disputa l´Europeo 125cc. Dopo diverse partecipazioni nel Motomondiale 250cc come wild card, nel 1995 entra a far parte della struttura di Sito Pons per guidare una NSR250. Quello stesso anno un infortunio del suo compagno di squadra Alberto Puig gli permette di debuttare nella classe regina e subito si adatta alla massima categoria del Campionato del Mondo. Nel 1996 è compagno di squadra di Puig e si aggiudica la vittoria del Gran Premio della Catalogna. Nel ´98 rischia di perdere la vita in una bruttissima caduta sulla pista di Donington. Continua a gareggiare nel Campionato del Mondo e nel 2003 conclude la quinta stagione in Yamaha nella settima posizione, ancora lontano dal suo obiettivo, che è quello di diventare seriamente un aspirante al titolo della classe regina. Il 2004 è un anno marcato da difficoltà e dalla pressione implicata dal fatto di essere ilcompagno di squadra di Valentino Rossi, che con la stessa moto riesce a raggiungere regolarmente le prime posizioni. Nel 2005 correr con il team Ducati Corse, al posto dell´australiano Troy Bayliss, una stagione nella quale però stenta a imporre il suo ritmo. Per lui due terzi posti, in Australia e Malesia. Nel 2006 il pilota spagnolo passa alla Yamaha Tech 3 gommata Dunlop, una stagione che lo vede impegnato nello sviluppo di un progetto relatviamente nuovo ma che riesce tuttavia a portare regolarmente a punti. Nel 2007 lo spagnolo torna in sella a una Honda, si tratta questa volta della RC212V del team LCR.