Pada Februari 2021, Carlos Pena ditunjuk sebagai asisten pelatih Lleida Esportiu sebelum mengepalai Albacete U-19 pada Juli tahun yang sama hingga April 2022.
Carlos Pena kembali ke klub terakhirnya sebagai pemain, FC Goa, di India sebagai pelatih pada April 2022-Mei 2023. Setelah itu, ia diangkat oleh klub kasta teratas Liga Thailand, Ratchaburi FC mulai Juni 2023.*