El príncipe Pedro Carlos es el mayor de seis hijos de Pedro Gastón de Orleans-Braganza (1913-2007), príncipe de Orleans-Braganza y de su esposa María de la Esperanza de Borbón y Orleans (1914-2005), princesa de las Dos Sicilias. A través de su padre, Pedro Carlos es primo hermano del príncipe Enrique de Orleans (1933), conde de París y pretendiente orleanista al trono de Francia, y el príncipe Duarte de Braganza (1945), duque de Braganza y pretendiente al trono de Portugal. A través de su madre es también primo hermano del rey Juan Carlos I de España (1938).

El 2 de septiembre de 1975, el príncipe se casa con una plebeya en Petrópolis (Brasil): Rony Kuhn de Sousa (1938-1979), que murió dos días después de dar a luz a su hijo:

• Pedro Santiago de Orleans y Braganza (1979), príncipe de Grão Pará.

El 16 de julio de 1981, el príncipe Pedro Carlos se casó con su segunda esposa, en la Fazenda São Geraldo, Patrícia Alexandra Brascombe (1964-2009). De esta unión nació un hijo también:

• Felipe Rodrigo de Orleans y Braganza (1982), príncipe de Brasil.^[1]​

En 2018, Pedro Carlos se casó con su tercera esposa Patricia Alvim Rodrigues.

Pedro de Orleans y Braganza es ingeniero forestal y es él quien fundó y dirige el Jardín Botánico de Brasilia.

Para una parte de los monárquicos de Brasil, Pedro Carlos de Orleans y Braganza es el jefe de la Casa Imperial de Brasil desde la muerte de su padre en diciembre de 2007. Sin embargo, su abuelo renunció a sus derechos dinásticos y los de sus descendientes por casarse con una mujer de una familia no soberana y siempre ha reconocido a su sobrino, Pedro Enrique de Orleans-Braganza, como el único heredero de la corona de Brasil.

Pedro Carlos de Orleans y Braganza manifestó en 2008 al diario español Público que era republicano y que de celebrarse un nuevo referéndum en Brasil para definir el régimen político del país, defendería el sistema republicano ante el sistema monárquico.

•   Caballero Gran Cruz de la Imperial Orden de Pedro I.
•   Caballero Gran Cruz de la Imperial Orden de la Rosa.
•   Caballero Gran Cruz de la Imperial Orden de Cristo.
•   Medalla de la Orden del Mérito Cultural de la Asociación de Magistrados de Brasil.

•   Caballero gran cruz de justicia de la Sagrada Orden Militar Constantiniana de San Jorge (Reino de las Dos Sicilias).