L'international camerounais a été contraint de sortir peu après la mi-temps à Old Trafford, ayant commencé aux côtés de Kobbie Mainoo au milieu de terrain pour la première fois.
Baleba avait jailli vers l'avant tôt dans la seconde mi-temps et semblait prêt à créer une occasion dangereuse lorsqu'il s'est soudainement arrêté, manifestement en douleur. Il n'a pas pu continuer, avec Youri Tielemans introduit à sa place.
Carrick a confirmé après le match que le problème concernait le muscle ischio-jambier de Baleba, bien que le club doive effectuer d'autres évaluations avant d'établir la gravité.
"Je n'ai pas d'autres nouvelles sur Carlos à ce stade mais c'est son muscle ischio-jambier," a déclaré l'entraîneur de United.
"Nous devrons évaluer ce que cela donne mais, au départ, ce n'est pas très bon."
La blessure est survenue à un moment difficile pour United, qui était rentré à la mi-temps avec un retard de 2-0 après des buts de Matías Soulé et Donyell Malen. Bruno Fernandes a transformé un penalty avant que Matheus Cunha ne marque deux fois pour compléter une remontée remarquable.
Tielemans a apporté une contribution positive après avoir remplacé Baleba, recevant des éloges de Carrick pour la manière dont il a géré les circonstances.
"Je pense que Youri est entré dans le jeu et a montré de quoi il est capable, sa personnalité et son caractère s'intégrant dans l'équipe," a déclaré Carrick.
"C'est un être humain exceptionnel, j'adore l'avoir autour pour tout ce qu'il apporte."
La performance du Belge pourrait renforcer sa candidature pour une place de titulaire lorsque Manchester United affrontera Aston Villa à Old Trafford dimanche.
L'absence de Baleba serait un coup dur pour Carrick, en particulier après que le milieu de terrain ait été associé à Mainoo dès le départ pour la première fois. United attendra maintenant les résultats d'examens supplémentaires avant de savoir s'il sera disponible pour les prochaines rencontres.