Con 8 años, Carmelo se mudó con su familia a Baltimore, instalándose en un barrio en el lado oeste de la ciudad conocido como "La Farmacia".

[5]​ Sin embargo, su ingreso en Syracuse no estaba garantizado, ya que sus registros académicos cada vez descendían más y necesitaba mejorar en sus clases para entrar en la universidad.

El único jugador que se acercó a su juego fue LeBron James, convirtiéndose en amigos y más tarde rivales en la NBA.

Syracuse era fría, encontrar las aulas era a menudo un desafío y su papel en el equipo no estaba aún definido.

En la final se midieron las caras con Kansas, cuyos mejores jugadores eran Kirk Hinrich y Nick Collison.

[12]​ Días después participó en el Rookie Challenge del All-Star Weekend, donde en 30 minutos de juego firmó 17 puntos, 3 rebotes y 5 asistencias.

[14]​ También fue el segundo jugador más joven (19 años, 305 días) en anotar 40 puntos en un partido de la NBA.

Antes de comenzar la temporada 2004-05, Anthony se centró en su salud y en su relación con el entrenador Jeff Bzdelik.

Ambos tuvieron sus diferencias durante la temporada 2003-04, principalmente en la forma de ejecutar el ataque, aunque los dos compartían un odio a perder que les unía.

Los Nuggets finalizaron la campaña con un récord de 49-33, segundo en la División Noroeste y séptimo en la Conferencia Oeste.

[20]​ La frustración de Carmelo fue evidente en el quinto partido, cuando fue multado por la NBA con 7500 dólares por empujar a Manu Ginóbili.

[30]​ Los Nuggets cerraron la liga regular en la tercera posición, ganando la División Noroeste por primera vez en la carrera de Anthony.

Denver se midió a Los Angeles Clippers, sextos en el Oeste, en primera ronda de playoffs.

[35]​ Las imágenes mostraron a Anthony lanzando un puñetazo en la cara del jugador de los Knicks Mardy Collins y posteriormente marchándose corriendo.

Tres días más tarde, Carmelo consiguió su primer triple-doble en la NBA, con 31 puntos, 10 rebotes y 10 asistencias, en la derrota por 113-108 ante Phoenix Suns.

Al igual que en 2005, Denver ganó el primer partido en San Antonio, 95-89, antes de perder los cuatro siguientes.

Optó por tener la mano en cabestrillo en lugar de operarse, por lo que su recuperación se estimaba en tres o cuatro semanas.

A finales de diciembre ya se había perdido tres partidos por dolores en el codo.

Anthony promedió 22,8 puntos por noche y logró un 37,1% de acierto en triples, la mejor marca en su carrera.

[54]​ La temporada 2010-11 comenzó con rumores sobre un posible traspaso, ya que Anthony se había negado a firmar una extensión de contrato con los Nuggets.

Los playoffs son marcados por la lesión que sufre en el hombro izquierdo en un partido de la serie contra Celtics.

Logra promediar 28,8 ppp pese a su dolencia que ve lacrada su capacidad de tiro.

[63]​ Finalizó la temporada promediando 27,4 puntos y 8,1 rebotes, siendo el jugador de la liga con más minutos disputados por partido con 38,7, pero no se clasificó para playoffs por primera vez en su carrera.

[89]​ Conformando, así, el nuevo "Big Three" de los Thunder, junto a Russell Westbrook y Paul George.

[92]​ Los Hawks le cortaron, y firmó con Houston Rockets por una temporada, por el mínimo de veterano.

En noviembre de 2020 renueva con Portland por un año más, en la que sería su segunda temporada en el equipo.

Previamente, Carmelo tuvo su primera experiencia con la selección estadounidense en el Youth Development Festival de 2001.

[16]​ Carmelo fue nombrado junto a LeBron James y Dwyane Wade, capitán del equipo para el Campeonato Mundial de Baloncesto disputado en Japón en 2006, en el que Estados Unidos se llevó la medalla de bronce.

[108]​ Estados Unidos se adjudicó este torneo en la final contra Argentina, con un récord de 10 victorias por ninguna derrota.

[111]​ En ese campeonato Carmelo, salió todos los partidos desde el banquillo, pero terminó con una puntuación de 16.3 puntos por encuentro.