Se inició en la música desde muy pequeño pero se hizo conocido al ganar en Acapulco la tercera edición del reality show “La Academia”, en 2004. Esto le valió el nombramiento por el cabildo de su ciudad “Hijo Predilecto de Huamantla”.

En 2005 firma contrato con Sony Music y, mientras prepara su álbum debut, graba la cortina de la novela “Amor Sin Condiciones” y la canción “Si Tú Supieras”, para la película “Mar De Sueños”.

En 2006 incursiona en teatro y protagoniza la obra musical “Bésame Mucho”, con total éxito como tenor. 
Actúa en la obra “Orgasmos la comedia” durante 2007. Ese año edita su álbum debut homónimo, el que incluye canciones como “Te Me Vas” y “No Soy El Aire” y obtiene Disco de Oro por ventas.

En 2008 se convierte a los 22 años en el actor más joven del mundo en protagonizar el rol masculino de “La Bella y la Bestia”, primer gran producción de Broadway y Disney montada en México. Al año siguiente participa en la famosa comedia musical “Mamma Mía!”.
En 2010 edita “Mexicano”, un álbum que reúne temas del cancionero popular mexicano y por el que vuelve a recibir Disco de Oro.

El 4 de agosto de 2011 presenta en vivo su segundo material en el Teatro de la Ciudad del DF, oportunidad en la cual registra el show y edita el CD+DVD “Mexicano en Concierto - Edición Especial El Rey”. El mismo año encarna el papel de Simba en la obra musical “El Rey León”, en el teatro Lope de Vega de Madrid, hasta 2013.

En junio de 2013 sale a la venta el álbum “El Hubiera No Existe”, con el corte “Fascinación”, compuesto por Mario Domm. Además compusieron para este disco Franco De Vita, Leonel García, Pablo Preciado y el propio Carlos Rivera, y coexisten los duetos con Franco De Vita en “¿Qué Fue De Nuestra Vida?” y con India Martínez en “No Deben Marchitar”. Participa del álbum “Vuelve en Primera Fila” de Franco De Vita.

Durante 2014 participó del reality show “La Voz Kids” siendo el asesor de Malú. Cantó como invitado en shows de la artista en el Palacio de los Deportes de Madrid. Con motivo de festejar su 10° Aniversario de carrera, Carlos Rivera dio un show en el teatro Metropolitan del DF y lo registró para editar un CD+DVD. Tuvo como invitados a Reyli Barba en “La Que Se Fue”, India Martínez en “A Tu Vera” y “No deben marchitar”, Lolita Cortés en un tema de “La Bella y la Bestia”, El grupo Kaay en “Cielo Azul” y como gran debut al grupo Matisse integrado por Melissa, Román y Pablo Preciado, autor de varios temas que ha cantado Carlos.

En febrero de 2015 se lanza en Argentina el sencillo "Fascinación", apoyando su primera visita al país, el 5 de marzo en ND/Teatro. El día 17 sale a la venta el CD+DVD "Con Ustedes... Carlos Rivera En Vivo", el cual incluye los éxitos del cantante y dos inéditos: "Cielo Azul" y "No Eras Para Mí". El 7 de agosto presenta "¿Cómo Pagarte?", primer sencillo de su próximo álbum de estudio. El 11 de diciembre se pone a la venta "Quedarme Aquí", un tema bailable, segundo perteneciente al álbum que saldría en 2016, bajo el título "Yo Creo".

El 15 de enero de 2016 sale a la venta "Voy A Amarte", tema principal de la novela "Los Ricos No Piden Permiso", y que se incluirá exclusivamente en la edición argentina de "Yo Creo"; fue compuesto por Valeria Gastaldi y Facundo Pereyra Iraola (su pareja). El 5 de febrero se conoce el álbum completo, compuesto por 13 canciones y el bonus track "Voy A Amarte". Incluye "Día de Lluvia", a dúo con Abel Pintos.

Colaboraron en la composición Pablo Preciado, de Matisse, Pablo López, Armando Manzanero, Leonel García, Carlos Baute, el cantautor panameño Ernesto Carreyó y otros. El 17 del mismo mes cantó frente al Papa Francisco interpretando temas tradicionales mexicanos. El 19 de agosto presenta su nuevo álbum en el Teatro Gran Rex. En noviembre desbordó el Auditorio Nacional de México y recibió a invitados de la talla de Abel Pintos, Gerónimo Rauch y Pandora.

El 12 de mayo de 2017 lanza el tema "Lo Digo", en el que colabora Gente de Zona. A fines de agosto se conoce la noticia de que grabará el tema "Recuérdame", del film animado de Disney Pixar titulado "Coco".
El 10 de febrero de 2018 agota localidades en el Luna Park. El 6 de abril edita el CD+DVD "Yo Vivo", que reúne su "Yo Creo Tour", juntando imágenes de los conciertos en el Luna Park de Buenos Aires, el Palacio de los Deportes de Madrid y el Auditorio Nacional de México.

Está compuesto por 16 canciones, entre ellas "Día de Lluvia" con Abel Pintos y "Lo Digo" con Gente de Zona. No se hace esperar y el 13 del mismo mes lanza el romántico sencillo "Me Muero". El 7 de septiembre se estrena "Guerra", un CD compuesto por 11 canciones y el bonus track "Recuérdame", y un DVD grabado en Abbey Road, que contiene canciones y además documentales.

El material fue compuesto por Carlos junto a Tommy Torres, Gian Marco y otros. Además incluye los duetos con Vanesa Martín y Tommy Torres.