I 1880 karboniserte den amerikanske oppfinneren Edison først bambusfiber til silke som en lysende glødetråd i lyspæren, og åpnet presedensen for karbonfiber (CarbonFiber, forkortet til CF). Pioneren innen karbonfiber for konstruksjonsmaterialer, representert av Union Carbide Company (UCC) i USA, brukte bekfiber som råmateriale i 1959, og etter tusenvis av grader med høytemperaturkarbonisering, karbonfiber med elastisitet på ca. 40GPa og styrke på ca. 0,7 GPa ble oppnådd; i 1965 brukte selskapet det samme råmaterialet for å strekke seg ved en høy temperatur på 3000 grader for å utvikle filamentøse høyelastiske grafitiserte fibre med elastisitet på ca. 500GPa og styrke på ca. 2,8GPa. I 1961 brukte Dr. Shoo Jinto, Osaka Industrial Technology Laboratory i Japan, polyakrylnitril (PANYRILE) polyakrylnitril (forkortet PAN) som råmateriale, og oppnådde en elastisitetshastighet på tusenvis av grader etter oksidasjons- og karboniseringsprosesser
160 GPa, 0,7 GPa styrke karbonfiber.
I 1962, Nippon CarbonCo. brukte PAN som råmateriale for å produsere lav elastisk koeffisient (LM) karbonfiber. Toray utviklet også høystyrke CF med en elastisitet på ca. 230 GPa og en styrke på ca. 2,8 GPa ved bruk av PAN-fiber som råmateriale, og har nådd en masseproduksjonsskala på 1 tonn per måned siden 1966, mens de har også utviklet en høyelastisitet CF med en karboniseringstemperatur på 2000 grader eller mer, med en elastisitetshastighet på ca. 400 GPa og en styrke på ca. 2,0 GPa. Produksjonen av PAN-karbonfiber nådde 6.500 tonn/år i 1992 og oversteg 10.000 tonn/år i 2000.
Selv om etterspørselen etter karbonfiber gradvis utvidet seg, etter slutten av den kalde krigen i 1991, krympet bruken av militære applikasjoner, og på grunn av den økonomiske depresjonen var tilbud og etterspørsel i ubalanse, og industrien ble påvirket. Produksjonen av Boeings banebrytende modell B777, kombinert med utvidelse av sivile, konstruksjons-, bil- og komposittapplikasjoner, har imidlertid fått karbonfiberindustrien til å vokse sakte.