* Gol dan kemunculan untuk kelab senior hanya untuk liga domestik dan tepat pada 22 Mei 2021 ‡ Gol dan kemunculan pasukan kebangsaan hingga 15 Jun 2021
Pada 13 Julai 2018, Carvalho menyertai Real Betis dengan kontrak selama lima tahun.[1] Kelab membayar €16 juta ditambah dengan €4 juta tambahan bagi kos variabel untuk 75% daripada hak pemain, dengan €10 juta lagi akan diberikan kemudian untuk 20% lagi haknya bergantung kepada keadaan dan pencapaian tertentu. Dia membuat debutnya dalam La Liga pada 17 Ogos, bermain selama 65 minit dalam kekalahan 0–3 di rumah menentang Levante UD.[2]
Carvalho diusir pada 15 September 2019 pada minit ke-25 dalam seri 1–1 menentang Getafe CF di rumah.[3] Beberapa hari kemudian, beliau mengalami spinal disc herniation dan tidak kembali sehingga Februari; dia hanya bermain 13 perlawanan sepanjang musim dan kemudiannya dikaitkan dengan Leicester City.[4] Pada 20 September 2020, Carvalho menjaringkan gol pertamanya untuk Verdiblancos dalam kekalahan 2–0 di rumah menentang Real Valladolid,[5] menambah satu lagi enam hari kemudian dalam kekalahan 3–2 menentang Real Madrid juga di Estadio Benito Villamarín.[6] Pada September 2022, Carvalho bersetuju untuk memperpanjang kontrak sehingga 2026.[7]
^"El último servicio de William Carvalho" [Perkhidmatan terakhir William Carvalho]. Estadio Deportivo (dalam bahasa Sepanyol). 13 Julai 2020. Dicapai pada 17 Mac 2022.
