Durante su vida laboral, se ha desempeñado mayormente como funcionario público del Estado boliviano. Ingresó a trabajar en la Cámara de Senadores de Bolivia en el puesto de secretario técnico y asesor de la Comisión de Justicia Plural, Ministerio Público y Defensa Legal del Estado, luego pasó a ocupar el cargo de asesor consejero del Comité de Constitución, Legislación e Interpretación Legislativa y Constitucional y finalmente estuvo como oficial mayor de la cámara de senadores.
Ingresó también por un tiempo a trabajar en el Ministerio de Gobierno como asesor legal en la Dirección de Migración en Santa Cruz, luego como abogado en Impuestos Nacionales y en el Ministerio Público de Bolivia en Santa Cruz de la Sierra. A su vez, estuvo también por un breve tiempo en la ONG "Alas Yvi Avarenda" y luego como gestor jurídico en el municipio de Porongo.
El 9 de noviembre de 2020, el presidente de BoliviaLuis Arce designó al joven abogado cruceño Carlos Eduardo del Castillo de apenas 32 años de edad como el nuevo ministro de gobierno de Bolivia. Es el ministro más joven del gabinete de Arce Catacora, además de participar en la desarticulación injustificada de la Resistencia Juvenil Cochala y las aprehensiones a la expresidenta de Bolivia, Jeanine Añez Chávez y Luis Fernando Camacho, gobernador de Santa Cruz de la Sierra.
Carlos Eduardo del Castillo asumió el alto cargo ministerial con apenas 32 años de edad en noviembre de 2020.
El 27 de junio de 2023 el ministro fue sometido a una interpelación por el caso de vehículos robados en Chile y vendidos en Bolivia. Se realizó una votación con la participación mayoritaria de la Asamblea Legislativa Plurinacional de Bolivia, resultando con 101 votos a favor de la censura, 42 votos en contra y un voto en blanco. Posteriormente el 29 de junio del año 2023, Luis Arce, volvió a posesionarlo como ministro de Gobierno.
En una entrevista concedida a un canal uruguayo, el narcotraficante Sebastián Marset lanzó diversas acusaciones contra del Castillo, al afirmar que el 90% de lo que se dijo sobre su estadía en el país es mentira y que la verdad debería contarla el propio Del Castillo. Según Marset, el ministro es corrupto y habría utilizado otro nombre, “Sonia”, acusación que previamente ya había mencionado en una carta pública. Aseguró también que, tras esa publicación, el ministro dejó de aparecer en conferencias de prensa, siendo reemplazado en la exposición pública por el viceministro de Régimen Interior, Jhonny Aguilera. En la entrevista, Marset sostuvo que en Bolivia hay más corrupción que en Paraguay, cuestionó a la justicia de ambos países y denunció que bienes incautados en su vivienda de Santa Cruz, entre ellos 400.000 dólares, fueron objeto de repartición irregular por parte de autoridades, destinándose una parte a la recompensa por su captura. Asimismo, negó que se haya producido el secuestro de un policía durante su fuga y aseguró que ese hecho fue utilizado para imputar a personas inocentes.
El 16 de mayo de 2025, Eduardo del Castillo y Milán Berna, dirigente de la CSUTCB, fueron designados como candidatos a presidente y vicepresidente respectivamente por el Pacto de Unidad, para conformar el binomio del Movimiento al Socialismo para las elecciones generales de 2025. Después de una ardua campaña obtuvo el 3,16% de votos logrando rescatar con un margen mínimo del 0,16% la sigla del MAS-IPSP.
Durante la campaña el presunto pseudónimo del Castillo revelado por Marset, "Sonia", resurgió como una un apodo burlesco constante en Redes Sociales. El propio del Castillo, se apropió del apodo, y lo posicionó como su eslogan de campaña como un acrónimo para “Somos Opción Nacional con Ideas Auténticas (SONIA)”.
