O Coronel Carlos Fernandes ingressou na Força Aérea Portuguesa em 1987 para a frequência do Curso de Formação de Oficiais na especialidade de piloto, em regime de contrato, na Base Aérea N.º 2, em Ota.
Entre 1989/1990 frequentou o Curso de Formação de Oficiais na especialidade de navegador, na Base Aérea N.º 3, em Tancos, voando na aeronave de instrução CASA-212-aviocar.
Em 1990, após a conclusão do curso de navegador, é colocado na Esquadra de Voo 501, na Base Aérea N.º 6, no Montijo, tendo sido qualificado na aeronave Hércules C-130-H.
De 1990 a 2006 esteve colocado na Esquadra de Voo 501, operando a aeronave Hércules C-130-H, onde exerceu as funções de navegador instrutor e chefe da secção de informações e guerra eletrónica da esquadra, tendo realizado cerca de 5000 horas de voo na aeronave C-130-H.
Entretanto, entre 1992 a 1995 esteve em diligência na Academia da Força Aérea onde frequentou e concluiu o curso de bacharelato em tecnologias militares e aeronáuticas a fim de ingressar no quadro permanente de oficias navegadores da força aérea portuguesa.
De 2006 a 2009 esteve colocado na base aérea da nato em geilenkirchen, na Alemanha, onde exerceu a função de navegador com a qualificação operacional de combat ready, na aeronave Boeing E-3A (Awacs – Airborne Warning and Control System), tendo realizado cerca de 200 missões e 1200 horas de voo.
Em 2010 frequentou o curso de promoção a oficial superior no instituto de estudos superiores militares.
Em 2011 regressou à Base Aérea N. º6, no Montijo, tendo sido requalificado em navegador operacional na aeronave Hércules C-130-H.
De 2012 a 2014 esteve colocado na Inspeção-Geral da Força Aérea no Gabinete de Prevenção de Acidentes na área de segurança de voo.
De 2015 a 2016 exerceu as funções de assessor técnico da Força Aérea na Academia Militar Marechal Samora Machel, em Moçambique, no âmbito da cooperação técnico militar entre Portugal e Moçambique.
Em 2017 regressou à Base Aérea N.º 6, no Montijo, tendo sido requalificado em navegador operacional na aeronave Hércules C-130-H e exerceu as funções de oficial de operações do grupo operacional e chefe do centro de operações aéreas da Base Aérea N.º 6.
De 2018 a 2019 voltou a exercer as funções de assessor técnico da força aérea na Academia Militar Marechal Samora Machel, em Moçambique, no âmbito da cooperação no domínio da defesa entre Portugal e Moçambique.
De 2020 a 2022 esteve colocado na Base Aérea N.º4, nas Lajes, Ilha Terceira nos Açores, onde exerceu a função de comandante do grupo operacional.
Ao longo da sua carreira militar realizou um elevado número de missões de voo, de treino e operacionais, nos mais diversos teatros de operações militares e humanitárias espalhados pelo mundo, tendo realizado cerca de 6500 horas de voo.
O Coronel Carlos Fernandes foi promovido ao atual posto em 2024 e da sua folha de serviço constam diversas condecorações, louvores e menções honrosas.
O Coronel Carlos Fernandes vive com Maria João Filipe e tem uma filha.
