Carvalho kuului Euroopan-mestaruuden voittaneeseen Portugalin joukkueeseen Ranskassa 2016. Avausottelun Islantia vastaan hän katseli vaihtopenkiltä ja välierästä Walesia vastaan hän oli sivussa varoitustilin täyttymisen vuoksi. Muissa viidessä ottelussa hän oli avauskokoonpanossa, mukaan lukien loppuottelu Ranskaa vastaan.