Debutà el 1987. Guanyà el Campionat del Món de Ral·lis el 1990 i el 1992, i fou subcampió els anys 1991, 1994, 1995, 1996 i 1998, sempre acompanyat del seu copilot, Luis Moya, fins el 2003, que fou substituït per Marc Martí. Retirat del final del 2004 a mitjan 2005, el 2009 fou campió del món de raids i el 2010, el 2018 i el 2020 guanyà el Ral·li Dakar. Entre altres distincions, ha estat guardonat amb la Medalla d’Or del Reial Orde del Mèrit Esportiu del Consejo Superior de Deportes (1994) i la Gran Creu del Reial Orde del Mèrit Esportiu (2001). El 2020 la Federació Internacional d’Automobilisme declarà Sainz el millor pilot de ral·lis de la història a partir d’una enquesta en què participaren més de 300.000 aficionats d’arreu del món. Aquest mateix any rebé el premi Princesa de Asturias dels esports.