Aquí está una lista de las mejores peleas de Vémola. Para una lista de las pérdidas de Vémola, consulta "Karlos Vémola Pérdidas".
El 13 de noviembre de 2010 Karlos Vémola se enfrentó a Seth Petruzelli en un combate de semipesado a la edad de 25. Él entró con un récord de 8-1 (7), y Petruzelli tenía 30 años y un récord de 12-5 (11). Vémola detuvo a Seth Petruzelli por TKO en el asalto 1º.
El 5 de mayo de 2012 Karlos Vémola se enfrentó a Mike Massenzio en un combate de medio a la edad de 26. Él entró con un récord de 9-2 (8), y Massenzio tenía 29 años y un récord de 13-6 (8). Vémola detuvo a Mike Massenzio por sumisión en el asalto 2º.
El 8 de junio de 2024 Karlos Vémola se enfrentó a Attila Végh en un combate titular de semipesado por el título Oktagon Championship. Vémola tenía 38 años y un récord de 37-8 (27), y Végh tenía 38 años y un récord de 33-9-2 (23). Vémola detuvo a Attila Végh por asalto 2º sumisión y defendió con éxito su título.
El 14 de junio de 2025 Karlos Vémola se enfrentó a Attila Végh en un combate de semipesado a la edad de 39. Él entró con un récord de 38-9 (27), y Végh tenía 39 años y un récord de 33-10-2 (23). Vémola ganó la pelea por asalto 5º decisión unánime.
El 27 de julio de 2019 Karlos Vémola se enfrentó a Henrique da Silva en un combate de semipesado a la edad de 34. Él entró con un récord de 27-5 (19), y Silva tenía 29 años y un récord de 15-6 (14). Vémola ganó la pelea por asalto 3º decisión unánime.
