Влітку 2009 року Карлос виступав за збірну на Золотому кубку КОНКАКАФ. У першому матчі він забив у ворота Нікарагуа, проте через 5 хвилин змушений був залишити поле через травму, отриману в результаті порушення правил гравця суперників. Були побоювання, що Карлос зламав ногу, але рентген показав, що побоювання марні. У півфіналі проти Коста-Рики Вела вийшов на заміну на 81-й хвилині. Основний і додатковий час закінчився з нічийним результатом, тому було призначено 11-метрові удари. Вела пробивав п'ятим і його гол вивів Мексику до фіналу, де її суперником стала збірна США. Перший тайм фінального поєдинку закінчився з рахунком 0:0, і тренер мексиканців прийняв рішення випустити Карлоса на поле. Після цього хід поєдинку змінився. Швидкі переміщення і паси Вели дозволили Мексиці здобути перемогу з рахунком 5:0. Вела віддав пас дос Сантосу, коли був зароблений пенальті, потім він взяв участь у комбінації, яка призвела до другого голу, після цього сам забив третій, і віддав гольову передачу, коли забивався четвертий.