Em seu último ano no Quilmes, Carli recebeu um telefonema de uma pessoa oferecendo a jogar no Botafogo. Mais tarde, em 3 de dezembro de 2015, Carli chega ao Rio de Janeiro para fazer exames, onde foi recebido pelo diretor jurídico do futebol Gustavo Noronha. Fechou em definitivo com o Botafogo no dia seguinte, assinando um contrato de dois anos.
A verdade é que desde que recebi a proposta gostei da ideia de vir para o Botafogo. É um desafio esportivo muito lindo, uma equipe muito grande, que voltou à divisão onde merece estar. Espero estar à altura do Botafogo e da confiança que depositaram em mim. Vou trabalhar bastante para honrar essa camisa.
2016 e 2017
A estreia de Carli no Botafogo ocorreu em 13 de fevereiro de 2016, na vitória de 1-0 sobre o Resende pelo Campeonato Carioca. Posteriormente, o zagueiro se firmou no time titular. Marcou seu primeiro gol em uma vitória de 2-0 sobre o Volta Redonda, no dia 30 de março.
Naquele Brasileirão, o Botafogo sofreu no início, mas se recuperou com a vinda de Jair Ventura ao elenco e garantiu uma vaga à Copa Libertadores de 2017, com Carli sendo um dos símbolos da campanha e logo caiu nas graças da torcida alvinegra.
2018, 2019 e 2020
Após a lesão do goleiro Jefferson, Carli assumiu a braçadeira de capitão no começo de 2018.
Na final do Campeonato Carioca de 2018, o Botafogo estava em desvantagem contra o Vasco, pois tinha perdido o jogo de ida por 3-2. O jogo de volta ocorreu em 8 de abril, e Carli estava convencido que o clube iria ganhar aquela taça de qualquer jeito. O Vasco estava com a taça até os 49 minutos do segundo tempo, quando Carli foi para a área e marcou o gol que iria levar a partida aos pênaltis. Na disputa de pênaltis, o Botafogo ganhou por 4-3 e conquistou o torneio. Foi a primeira taça que Carli venceu e chamou de um "momento inesquecível".
Em 8 de novembro de 2019, Carli confessou ser torcedor do Boca Juniors em entrevista ao canal argentino TyC Sports. No entanto, ao ser questionado sobre a final da Copa Libertadores da América de 2019, onde River Plate e Flamengo iriam se enfrentar, Carli admitiu que tinha se "forçado" a torcer para o River, que era o maior rival do Boca. Isso acontece pois o zagueiro teve uma discussão com o técnico do Flamengo Jorge Jesus no dia anterior, onde o rubro-negro venceu de 1-0 o Botafogo.
Olha, estou há quatro anos no Brasil, e o Botafogo tem uma rivalidade muito grande com o Flamengo. Não vou dizer que vou torcer pelo River, porque meus amigos na Argentina me matariam, mas não quero que o Flamengo ganhe nada.
Em junho de 2020, após uma reformulação no clube carioca, Carli teve seu contrato rescindido devido ao alto salário. Apesar da dispensa, não houve acordo entre as partes, e o zagueiro acionou o clube na Justiça. Numa entrevista em 2022, Carli disse que foi notificado através da imprensa sobre sua rescisão e ficou surpreso e triste, pois ele e sua família queria continuar no Botafogo.
