Куэльяр начал свою карьеру в испанской Калахорре прежде чем перейти в Нумансию, в которой провел два сезона. Следующим клубом Карлоса Куэльяра была Осасуна.
В июне 2007 года игроком зантересовался шотландский клуб Рейнджерс и вскоре купил защитника за 2.3 млн. фунтов стерлингов. Подписав четырехлетний контракт контракт с клубом, Куэльяр проделал большую работу и уже после своего первого сезона в Глазго говорил, что хочет остатся в команде до конца карьеры.
Тем не менее, в августе 2008 года испанец переехал в Англию, хотя тренер Рейнджерс Уолтер Смит выразил разочарование по поводу его решения уехать. Куэльяр перешел в Астон Виллу за плату в размере 7.8 млн. ф.ст.