Карвалью родился в Анголе, но ещё в детском возрасте перебрался с родителями в Португалию. В 13 лет перешёл в молодёжную академию лиссабонского «Спортинга». Дебютировал в основном составе 3 апреля 2011 года в матче против «Витории Гимарайнш», после чего отправился в полугодовую аренду в клуб «Фатима», выступающий в третьем португальском дивизионе. В 2012 году отправился в аренду в бельгийский клуб «Серкль Брюгге», в котором провёл полтора сезона. Перед началом сезона 2013/14 вернулся в «Спортинг», где стал игроком основного состава. 27 октября 2013 года забил свой первый гол за «Спортинг» в матче против «Порту». В 2016 году португальский опорный полузащитник продлил контракт со своим клубом до 2020 года. 13 июля 2018 года Карвалью в качестве свободного агента перешёл в «Реал Бетис», подписав пятилетний контракт.