Carlos Zambrano llegó a Boca Juniors el 2020 con gran expectativa debido a sus buenos partidos con la selección peruana en la Copa América Brasil 2019 y su pasado en Europa, pese a que, al llegar a Argentina, tenía pocos minutos en su equipo.
Aunque en sus primeros partidos en la Superliga y en la Copa Libertadores mostró un buen nivel reemplazando a Lisandro López o Carlos Izquierdoz, en las últimas fechas del torneo local tuvo bajos rendimientos, siendo superado en jugadas de ataque que terminaban en gol.
Tras la eliminación de Boca ante Santos luego de caer por 3-0 en Brasil, el periodista Toti Pasman cuestionó las contrataciones del equipo xeneize, entre ellos Carlos Zambrano: "Dijeron que trajeron un defensor de verdad: Carlos Zambrano. Pero todavía está enterrado por el 9 de la reserva de River Plate en el clásico. Zambrano perdió con Federico Girotti".
Boca Juniors quedó fuera de la Copa Libertadores, competencia que no gana desde el 2007, cuando el equipo también era dirigido por Miguel Ángel Russo, sin embargo, jugará la final de la Copa Diego Armando Maradona.
Carlos Zambrano viene disputando 12 partidos con Boca Juniors, todos como titular. 9 por el torneo local y 3 por la Copa Libertadores, luego de que Lisandro López se recuperó de su lesión, el peruano volvió a ser suplente.
