Foi eleita no dia 1º de Julho de 1967 sob vaias, visto que o público carioca presente no Maracanãzinho preferia Anísia Gasparina da Fonseca, Miss Brasília que ficou como quarta colocada, esta que marcou também por ter sido a 1ª miss a chamar tanta a atenção por ser de família muito humilde, além de trabalhar como empregada doméstica. Carmen superou outras 24 candidatas naquela noite. Até uma laranja foi jogada da platéia em direção à vencedora indo se espatifar num dos refletores da televisão devido a insatisfação do público presente.[4]}}
Após sua vitória no nacional, Carmem teve apenas dois dias para preparar a documentação e fazer algumas compras em butiques antes de embarcar para Miami. Ela viajou acompanhada apenas pela irmã que, como ela, falava pouco inglês. Este foi o primeiro momento, desde que entrou nessa maratona, que Carmem foi deixada só, sem um representante do concurso grudado a seus pés, conferindo seus menores gestos – e justamente quando mais precisava deles.
No dia da escolha da nova Miss Universo, Carmem queimou as pernas com água-viva, quando as misses se reuniam na praia para serem fotografadas. Depois, na hora do desfile final, um ventilador caiu sobre ela, o que quase a fez desmaiar.