Carlos Sampaio wurde in Brasilien geboren und erhielt seine erste Tanzausbildung in Sao Paulo. 1995 kam er zum Studium an der Folkwang Universität der Künste Essen nach Deutschland. Unter der Leitung von Professor Lutz Förster arbeitete er hier bereits erfolgreich als Nachwuchs-Choreograph und schloß sein Studium 2008 als Tanzpädagoge ab.
Mit seinem Stück "Fliegen" gewann er 1999 den Internationalen Choreographie-Wettbewerb "Prix Volinine" in Paris und gastierte damit auf Einladung des Internationalen Tanzfestivals im Jahre 2000 in Seoul/Korea.
Im Jahre 2001 war er Stipendiat der Stiftung Kunst und Kultur des Landes NRW und erhielt die Graduiertenförderung der Folkwang Universität der Künste für seine Choreographische Arbeit; 2003 war er Resident beim brasilianischen Tanzfestival "Ateliê de Coreógrafos Brasileiros" und kreierte dort das Tanzstück "Branca Retina". Im Folkwang-Tanzstudio, an der Deutschen Oper am Rhein und im Tanztheater Basel tanzte Carlos Sampaio Choreographien von Susanne Linke, Mark Sieczkarek und Joachim Schlömer.
Unter anderem trat er als Gasttänzer im Aalto-Theater Essen, im Staatstheater Kassel, beim Musical "We Will Rock You" in Köln, im Theater Erfurt und im Theater Dortmund auf. Seit 2008 ist er Tänzer, Choreograph und Tanzpädagoge bei der TANZMOTO DANCE COMPANY.