Zarpó de Sanlúcar de Barrameda el 27 de octubre de 1528 en la expedición de Ambrosio Alfinger con dirección a Venezuela, tenia el cargo de escribano publico, fundo la ciudad venezolana del Tocuyo.
Participaría en los juicios realizados a los Welser en 1538 y regresó a Santo Domingo en 1540 siendo nombrado Relator de la Audiencia, en 1544 es nombrado Teniente de Gobernador y regresa a Venezuela, ya que desde hacía 4 años no se sabía nada del alemán Felipe Hutten. Los españoles de Coro lo daban por muerto y Carvajal asume la gobernación de aquellos territorios y funda la ciudad de Tocuyo. Cuando regresó Hutten de su exploración al Dorado, empezaron los enfrentamientos entre ambos por la autoridad del territorio, ya que Hutten mantenía que aquellas tierras pertenecían a los alemanes.

Carvajal se enfrentó a Hutten consiguiendo arrestarle y ordenó decapitarle, junto a sus hombres de confianza. Al llegar la noticia de la ejecución de Hutten a Santo Domingo, enviaron a Juan Pérez de Tolosa para que averiguara lo ocurrido, tras las investigaciones resulto culpable Carvajal, siendo condenado a muerte siendo ejecutado el 17 de septiembre de 1546.