Aquí está una lista de las mejores peleas de Carvalho. Para una lista de las pérdidas de Carvalho, consulta "Rafael Carvalho Pérdidas".
El 9 de diciembre de 2017 Rafael Carvalho se enfrentó a Alessio Sakara en un combate titular de medio por el título Bellator World Championship. Carvalho tenía 31 años y un récord de 15-1 (12), y Sakara tenía 36 años y un récord de 19-11 (15). Carvalho detuvo a Alessio Sakara por asalto 1º KO y defendió con éxito su título.
El 23 de octubre de 2015 Rafael Carvalho se enfrentó a Brandon Halsey en un combate titular de medio por el título Bellator World Championship. Carvalho tenía 29 años y un récord de 12-1 (10), y Halsey tenía 29 años y un récord de 9-0 (4). Carvalho detuvo a Brandon Halsey por asalto 2º KO y se convirtió en el nuevo campeón medio de Bellator.
El 19 de septiembre de 2014 Rafael Carvalho se enfrentó a Brian Rogers en un combate de medio a la edad de 28. Él entró con un récord de 10-1 (9), y Rogers tenía 30 años y un récord de 11-6 (10). Carvalho detuvo a Brian Rogers por TKO en el asalto 1º.
El 8 de abril de 2017 Rafael Carvalho se enfrentó a Melvin Manhoef en un combate titular de medio por el título Bellator World Championship. Carvalho tenía 30 años y un récord de 14-1 (11), y Manhoef tenía 40 años y un récord de 30-13-1 (28). Carvalho detuvo a Melvin Manhoef por asalto 4º KO y defendió con éxito su título.
El 20 de mayo de 2016 Rafael Carvalho se enfrentó a Melvin Manhoef en un combate titular de medio por el título Bellator World Championship. Carvalho tenía 29 años y un récord de 13-1 (10), y Manhoef tenía 40 años y un récord de 30-12-1 (28). Carvalho ganó la pelea por asalto 5º decisión dividida y defendió con éxito su título.
El 12 de julio de 2019 Rafael Carvalho se enfrentó a Chidi Njokuani en un combate de medio a la edad de 32. Él entró con un récord de 16-3 (12), y Njokuani tenía 30 años y un récord de 18-6 (11). Carvalho ganó la pelea por asalto 3º decisión unánime.
El 10 de abril de 2015 Rafael Carvalho se enfrentó a Joe Schilling en un combate de medio a la edad de 28. Él entró con un récord de 11-1 (9), y Schilling tenía 31 años y un récord de 2-3 (2). Carvalho ganó la pelea por asalto 3º decisión dividida.
El 13 de julio de 2013 Rafael Carvalho se enfrentó a Gustavo Machado en un combate de medio a la edad de 26. Él entró con un récord de 7-1 (6), y Machado tenía 38 años y un récord de 23-9-1 (10). Carvalho ganó la pelea por asalto 3º decisión unánime.
El 11 de agosto de 2012 Rafael Carvalho se enfrentó a Glauber Valadares a la edad de 26. Él entró con un récord de 2-1 (2). Carvalho detuvo a Glauber Valadares por TKO en el asalto 1º.
