De schaatscarrière van Carl Verheijen is heel geleidelijk begonnen. Hij combineerde zijn topsportcarrière namelijk met een studie geneeskunde. In het begin was dit goed te combineren, maar toch besloot Carl in aanloop naar de Olympische Spelen van 1998 om vol voor het schaatsen te gaan en zijn studie stop te zetten. Zijn focus op het schaatsen zorgde vrijwel direct voor goede resultaten.
In 2001 werd Carl Wereldkampioen op de 10.000 meter. Een jaar later werd hij de Olympische Spelen van Salt Lake City zesde. In 2002 maakte Carl Verheijen, samen met coach Gerard Kemkers, de overstap naar de commerciële schaatsploeg van TVM. Onder leiding van Kemkers groeide Carl Verheijen op tot een Wereldtopper. Op allround toernooien behaalde hij podiumplaatsen (2e op het EK en 3e op het WK) en op de Olympische Spelen in Turijn behaalde hij twee bronzen medailles. Op de 10 km werd hij achter Bob de Jong en Chad Hedrick derde en op de ploegenachtervolging werd hij derde met Kramer, Wennemars en Tuitert. In 2010 sloot hij zijn indrukwekkende carrière af.