1998年，年僅16歲的德爾菲諾在阿根廷聯賽維納多托爾多奧林匹亞隊開始了自己的職業生涯。
1999-00賽季，德爾菲諾轉投到聖達菲聯隊。 2000年，德爾菲諾移居意大利，加入了意大利A-1聯賽。
2000-01賽季，德爾菲諾效力於雷焦卡拉布裏亞維奧拉隊。在意大利的第壹個賽季，德爾菲諾展示出了自己的三分投籃水平，24場比賽中有19場至少投中壹個三分球，在不到21分鐘的出場時間內，場均得到8.8 分2.5個籃板和1.9次搶斷。
2001-02賽季，德爾菲諾成為了雷焦卡拉布裏亞維奧拉隊的首發，每場比賽出場30.8分鐘，場均得到13.5分5.1個籃板1.7次助攻和2.5次搶斷。
2002-03賽季，德爾菲諾轉投博洛尼亞隊，從第三場比賽起德爾菲諾就進入了首發陣容，場均上場時間為26分鐘。賽季後期，德爾菲諾遭遇重創，腳踝韌帶撕裂被迫長期休養，直到5月末才傷愈歸來。
2003-04賽季，在參加完NBA選秀後，德爾菲諾繼續為博洛尼亞隊效力，直到加盟底特律活塞隊。 2003年NBA選秀，卡洛斯·德爾菲諾在第壹輪第25位被底特律活塞隊選中，他成為了阿根廷第壹個在NBA選秀中第壹輪就被選上的球員。
2004年初，德爾菲諾和活塞隊簽約。
2004-05賽季，德爾菲諾出場30次其中4次首發，場均15.3分鐘拿下3.9分1.8個籃板1.3次助攻。2004年11月，德爾菲諾因膝傷錯過了3個月的比賽，期間先後在美國和阿根廷接受了手術。傷愈後，德爾菲諾打完剩余賽季的常規賽，不過沒有進入活塞隊的季後賽人員大名單。
2005-06賽季，德爾菲諾在10.7分鐘的場均上場時間裏，可以得到3.6分1.7 個籃板0.6次助攻的數據。 這個賽季，菲利普·桑德斯接替了拉裏·布朗出任底特律活塞隊主教練。德爾菲諾作為普林斯和漢密爾頓的首要替補，成為了活塞板凳上的重要火力。
2006年10月22日，活塞隊與德爾菲諾延長了壹年新秀合同。
2006-07賽季，德爾菲諾在場均16.8分鐘的出場時間裏得到5.2分3.2個籃板1.1次助攻，他打滿了全部82場比賽。在季後賽中，德爾菲諾在場均8.4分鐘的出場時間裏得到2.3分和1.3個籃板。 2007年6月16日，底特律活塞隊將卡洛斯·德爾菲諾交易到多倫多猛龍隊，換來了多倫多猛龍隊2009年和2010年的兩個第二輪選秀權。
2007-08賽季，由於TJ·福特受傷，卡爾德隆晉升主力，德爾菲諾便成為後衛位置上最值得信賴的替補球員。 整個賽季，德爾菲諾替補出場82次，場均為球隊貢獻9分4.4個籃板和1.8次助攻， 出場時間也達到23.5分鐘，這壹切都比之前效力於活塞隊時有了大幅度提高。 2009年6月16日，多倫多猛龍隊為卡洛斯·德爾菲諾開出報價合同，8月18日，猛龍隊將卡洛斯·德爾菲諾與羅科·烏基奇壹起送到密爾沃基雄鹿隊，換來了阿米爾·約翰遜和索尼·維姆斯。
2009-10賽季，德爾菲諾全面爆發， 出場75場首發66次，場均11分5.3個籃板2.7次助攻1.1次搶斷，並幫助球隊打入了季後賽。值得壹提的是，德爾菲諾單賽季投進134粒三分，創個人生涯最好成績。 2010年1月24日，雄鹿對陣森林狼，德爾菲諾送出職業生涯新高的8次助攻。3月13日，德爾菲諾在對陣爵士的比賽中再次送出8次助攻。
2010-11賽季，德爾菲諾出場49場首發40次，場均11分4.1個籃板2.3次助攻1.6次搶斷。 德爾菲諾還是雄鹿隊中最火爆的外線射手，他單賽季命中105個三分領跑全隊， 並且場均能投進2.1個三分球，名列聯盟第五。 而在他單場命中3個或以上三分時，雄鹿的戰績達到10勝5負。這個賽季，德爾菲諾壹度長期休戰，但只要重歸賽場他就會迸發活力。在壹月份背靠背對陣尼克斯和國王時，他更是連續兩場拿到30分，從而也刷新了個人職業生涯得分紀錄。
2011年4月，密爾沃基雄鹿隊執行了卡洛斯·德爾菲諾2011-12賽季的球隊選項。
2011-12賽季，德爾菲諾為雄鹿出場54次，場均上場28.5分鐘，貢獻9.0分3.9個籃板2.3次助攻和1.5次搶斷， 三分球命中率達到36%。 2012年2月21日，德爾菲諾在對陣魔術的比賽中送出平生涯新高的8次助攻。 2012年8月21日，休斯頓火箭隊正式宣布球隊已經與自由球員卡洛斯·德爾菲諾簽訂了壹份為期2年總價值600萬美元的合同，其中合同第2年，火箭隊擁有球隊選項。
2012-13賽季，德爾菲諾總***出戰67場，在場均25分12秒的出場時間內貢獻10.6分3.3籃板2助攻，三分球命中率更是達到職業生涯第二高的37.5%，是球隊替補裏得分最多的球員。 在部分比賽中，德爾菲諾甚至被安排到了四號位，從而最大限度地發揮出火箭隊的外線火力。 2013年1月1日，火箭對陣老鷹，德爾菲諾第四次送出生涯最高的8次助攻。5月4日，火箭隊官方宣布，德爾菲諾因為在火箭隊與雷霆隊系列賽第五戰中受傷，右腳出現骨折將無緣季後賽剩余的比賽。
2013年7月1日，休斯頓火箭隊宣布放棄球隊前鋒卡洛斯·德爾菲諾和控衛阿隆·布魯克斯。 2013年7月8日，密爾沃基雄鹿隊與卡洛斯·德爾菲諾達成了壹份為期3年總價值近1000萬美元的合同，其中前兩年合同價值650萬美元，第三年為球隊選項。
2013-14賽季，因為13年5月底的右腳手術，整個賽季德爾菲諾都沒有出場。 2013年12月15日，雄鹿隊官方宣布，球隊後衛卡洛斯·德爾菲諾已經接受了右腳手術，他將因此休戰至少八周。 12月20日，德爾菲諾對其受傷的右腳進行了第二次手術。
2014年8月27日，洛杉磯快船隊送出賈裏德·達德利和壹個首輪選秀權，從雄鹿隊交易得到卡洛斯·德爾菲諾、米羅斯拉夫·拉杜爾基卡以及壹個次輪選秀權。
2014年8月30日，快船官方宣布，球隊已經裁掉了卡洛斯·德爾菲諾。