Перес — воспитанник клубов «Эспаньол» и «Барселона». для получения игровой практики Карлес начал выступать за дублирующий состав. В августе 2017 года в поединке против «Вальядолида» Перес дебютировал в Сегунде. 19 мая 2019 года в матче против «Эйбара» он дебютировал в Ла Лиге, заменив во втором тайме Малкома. В своём дебютном сезоне Перес стал чемпионом Испании. 25 августа в поединке против «Бетиса» Карлес забил свой первый гол за «Барселону». 30 января 2020 года перешёл в итальянскую «Рому» на правах аренды до 30 июня 2020 года с обязательным правом выкупа. Личный контракт с игроком, в случае выкупа, будет действовать до 30 июня 2024 года.