Über die Vertragslaufzeit wurde zunächst nichts bekannt.
Carlos, der nach der WM 2006 und 128 Länderspielen seine Nationalmannschaftskarriere beendet hatte, spielte für Real seit 1996. Mit den "Königlichen" gewann der 34-Jährige je dreimal die spanische Meisterschaft und die Champions League und zudem zweimal den Weltpokal. "Fenerbahce ist der Klub, der sich am meisten um mich bemüht hat", erklärte der Linksverteidiger. 2006 war ein Wechsel von Carlos nach Istanbul nach monatelangem Tauziehen gescheitert.