Il a commencé en tant que juge de ligne, et était professeur de tennis, mais a renoncé à devenir joueur professionnel[1].
Il a arbitré cinq finales de tournoi du Grand Chelem au cours de sa carrière[2], la première étant celle entre Andy Roddick et Roger Federer à l'US Open 2006.
D'après The Tennis Space, il fait partie du Top 10 des meilleurs arbitres du circuit[3]. Arbitre professionnel depuis les années 1990, il est actuellement l'un des plus expérimenté du circuit.
Lors de l'ATP World Tour Finals 2010, il a été accusé par Tomáš Berdych d'avoir eu peur du no 1 mondial de l'époque Rafael Nadal qui avait protesté sur un point litigieux[4]. Un autre incident du même type s'est produit entre les mêmes joueurs lors d'un quart de finale de l'Open d'Australie en 2012[5]. Ce qui n'empêche que pour Nadal, Carlos Bernardes « est un fantastique arbitre, l'un des meilleurs du circuit »[6]. Cependant, en 2015, Nadal déclare ne plus vouloir être arbitré par Carlos Bernardes[7].
Il a été arbitre lors des Jeux olympiques de 2004, 2008, 2012 et 2016; il ne manque plus dans son parcours qu'à arbitrer une finale olympique[2].
En début de saison 2024, il est annoncé qu'il s'agira de la dernière saison de sa carrière[8].
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