Ihren ersten Wettkampf bei internationalen Meisterschaften bestritt Marisa Vaz Carvalho bei den U18-Weltmeisterschaften 2015 in Cali, bei denen sie den fünften Platz im Hürdenlauf belegte und im Siebenkampf mit 5666 Punkten Platz acht erreichte. 2016 nahm sie an den erstmals ausgetragenen U18-Europameisterschaften in Tiflis teil und gewann dort die Bronzemedaille im Weitsprung und belegte im Hürdenlauf im Finale den achten Platz. 2017 qualifizierte sie sich für die U20-Europameisterschaften in Grosseto und belegte dort in 13,60 s den sechsten Platz über die Hürden. Im Weitsprung und mit der portugiesischen 4-mal-100-Meter-Staffel schied sie hingegen bereits im Vorlauf aus.