Carlos Bacca inició su carrera como futbolista en la Primera C de la Universidad Autónoma del Caribe, pero la no participación del club en la temporada 2005 hizo que su carrera estuviera en riesgo.

[3]​ Debido a eso, estuvo por ser promovido al equipo principal en el Junior, pero no sería tenido en cuenta por el cuerpo técnico, por lo que decidió entrar al mercado del fútbol venezolano en el segundo semestre de 2007.

El Minervén ascendió a la Primera División de Venezuela para jugar el torneo del 2008-09, pero Bacca no se quedó para disfrutar el ascenso que su equipo había logrado, ya que decide devolverse a Colombia.

De esta manera pasó a ser el goleador del Brujas en la pretemporada con 5 goles.

Una semana después, anota el tercer gol del Brujas en la victoria 1 a 3 sobre el Mons.

En la jornada 14 de La Liga, abre el marcador en el minuto 2, en el partido que enfrentaba a su actual equipo contra el eterno rival Real Betis (que se encontraba último en la clasificación), en el derbi sevillano.

El 26 de marzo convierte los dos goles con los que el Sevilla venció 2 a 1 al Real Madrid por la fecha 30 de la Liga Española siendo condecorado como el "Jugador del Partido" y siendo aplaudido por todo el Estadio Ramón Sánchez-Pizjuán.

Carlos Bacca se convirtió en el sexto futbolista colombiano que ha ganado la hoy llamada Europa League, antes Copa de la UEFA, luego de que en los penales (con una anotación del colombiano), tras los 90 minutos del tiempo reglamentario y los 30 del tiempo extra, el Sevilla venciera a Benfica en el Juventus Stadium de Turín.

Además, también tuvo una excelente participación en la Liga española, tanto así que fue elegido por la prensa como el "Mejor Fichaje en España en la temporada 2013-14".

Llegando a la cuarta fecha le marca un doblete al recién ascendido Córdoba en el triunfo sevillista por 1-3 y por el momento supera en la tabla de goleadores de la Liga al argentino Lionel Messi.

Regresó al gol en la Liga en la fecha 7, en la victoria del club 4-1 sobre el Deportivo de La Coruña con un tanto y una asistencia.

Estoy con muchas ganas de que llegue el día para ponerme esa camiseta y dar lo mejor.

El futbolista colombiano escogió el dorsal 70 el cual es su número favorito y el que más le da suerte, según el propio delantero.

Luego de Marcar 11 goles, 9 en la Serie A y 2 en la Copa Italia, el técnico del equipo "Rossoneri", dijo las siguiente palabras: Terminó la temporada 2015/16 con 20 goles y 4 asistencias en 43 partidos.

En el campeonato local fueron séptimos con 57 unidades y no lograron clasificar a competiciones europeas para la próxima temporada.

El año 2017 lo iniciaría con gol dándole la victoria a su equipo 1-0 sobre Cagliari al minuto 88.

[14]​ Debuta el 21 de agosto en la derrota 1-0 en su visita al Levante jugando 79 minutos.

[16]​ Debuta el 18 de agosto en la derrota 1-2 frente a la Real Sociedad ingresando en el segundo tiempo.

Aunque inicia la Liga desde el banquillo, juega como titular en la cuarta jornada acompañando en la delantera al goleador del equipo Gerard Moreno.

Sin embargo el fichaje no fue lo esperado y Bacca solo jugó 12 partidos en el club.

El 31 de ese mismo mes, marcó su primer gol desde su regreso al club ante a Águilas Doradas, en un partido que terminó 1-1.

En dicho partido, además, igualó a Teófilo Gutiérrez como segundo máximo goleador en la historia de la institución barranquillera al alcanzar los 94 goles con el club tiburón.

[23]​Cuatro días después, en la primera final, marcó otro doblete en el triunfo 3-2 sobre el Independiente Medellín.

El 11 de mayo del 2015 fue seleccionado por José Pekerman en los 30 pre-convocados para disputar la Copa América 2015.

Para el segundo partido contra Brasil entra por Teófilo Gutiérrez faltando 20 minutos para el final donde la tricolor ganó 1-0 pero al final del juego sería expulsado por dos fechas tras un empujón a Neymar que formó una gresca.

El delantero marcó su primer doblete en juegos oficiales ante Ecuador por las Eliminatorias Rusia 2018, hizo el primero y cerró la cuenta en la victoria de 3-1.

Finalizó su participación en la Copa América Centenario 2016 con 2 goles en 5 partidos, le marcó a Paraguay y Estados Unidos.

El 17 de junio en el partido contra Brasil por la Copa América 2015 al finalizar el partido le dio un empujón a Neymar por propinar un pelotazo a Pablo Armero mientras celebraba el triunfo y un posterior cabezazo al defensor central Jeison Murillo donde se formó un gresca por lo que Robinho le rompió la camiseta para luego ser expulsado por el árbitro.