Nascido em 1973 no Rio de Janeiro, foi atleta do Flamengo até os 14 anos e aos 17 começou a se dedicar à música. Advogado formado pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio), Portinho iniciou a carreira na advocacia no escritório TozziniFreire Advogados. Se especializou em direito esportivo, tributário e público e deu aulas em faculdades particulares. No setor público, exerceu o cargo de secretário municipal de Habitação durante a gestão de Eduardo Paes na prefeitura do Rio de Janeiro,[3] secretário estadual de meio ambiente na gestão de Luiz Fernando Pezão (MDB) e subsecretário municipal de habitação da gestão Marcelo Crivella (Republicanos).[4] Antes, foi assessor parlamentar de Indio da Costa na Câmara dos Deputados, colaborando na assessoria do relatório para a Lei da Ficha Limpa.
No setor privado, como advogado especializado em direito desportivo, foi vice-presidente jurídico do Flamengo em 2002[5] e atuou na defesa de outros clubes como Palmeiras, Santos, Cruzeiro, Atlético-MG e São Paulo, além de atletas como Dodô e Jobson quando estes responderam a processos na esfera esportiva por dopping.[6]
Um dos organizadores do Partido Social Democrático (PSD) no Rio de Janeiro, Portinho se candidatou a vereador pela capital em 2016, tendo obtido pouco mais de 7 mil votos e não sendo eleito. Já em 2018, foi eleito primeiro suplente de senador na chapa de Arolde de Oliveira. Com a morte de Arolde aos 83 anos em novembro de 2020, por complicações da COVID-19, Portinho tomou posse no Senado no dia 3 de novembro de 2020.[7][8] Nas eleições municipais de 2020, Portinho apoiou a chapa do candidato do PSL, Luiz Lima, no primeiro turno. Já no segundo turno, Carlos Portinho e seu partido apoiaram o candidato e ex-prefeito Eduardo Paes (DEM).[9]
Em dezembro de 2020, Portinho deixa o PSD e se filia ao Partido Liberal (PL).[10]