Ricardo Carvalho začal svoju profesionálnu kariéru v FC Porto. V mladosti ho kvôli jeho futbalovým a fyzickým vlastnostiam mnohí porovnávali s Fernandom Coutom, bývalým hráčom FC Porto. .
Po pár rokoch strávených na hostovaniach v rôznych kluboch sa plne začlenil do tímu s ktorým vyhral v sezóne 2003/04 Ligu Majstrov a bola mu udelená cena za najlepšieho obráncu tejto súťaže. Po tomto úspechu ak aj po úspechu v národnom tíme prejavilo o neho záujem niekoľko európskych tímov. Nakoniec sa rozhodol podpísať kontrakt s Chelsea FC v hodnote £19.850.000
Na Stamford Bridge sa pridal k bývalému spoluhráčovi Paulovi Ferreirovi a trénerovi J. Mourinhovi. Už prvú sezónu v drese Blues podal vynikajúce výkony a získal s klubom titul Premier League a Ligový pohár. Prvý gól skórovoval v zápase proti Norwichu, kde Chelsea vyhrala 3:1. Prvú červenú kartu inkasoval 29.4.2006 v zápase proti susedom z Fulhamu, nad ktorými Chelsea vyhrala 3:2.
Pre zranenie väziva na pravej nohe musel vynechať semifinále Ligy Majstrov proti Liverpoolu a finále FA Cupu proti Manchesteru United. 18.5.2007 podpísal 5-ročné predĺženie zmluvy s Chelsea (2011/12).
