Carpool Karaoke ist seit dem Beginn der Show eines der beliebtesten Segmente. Im Laufe der Zeit konnte Corden eine Vielzahl sehr unterschiedlicher Prominente zu einer Autofahrt überreden, von Stevie Wonder, der kurzzeitig ans Steuer wollte und später Cordens ungläubiger Ehefrau Julia am Telefon ein Ständchen überbrachte, über Justin Bieber, Chris Martin (Coldplay), Lin-Manuel Miranda, One Direction, Sia, Jennifer Hudson und Paul McCartney bis hin zur First Lady Michelle Obama, mit der er singend und rappend über das Gelände des weißen Hauses kurvte. Mit Iggy Azalea kaufte er unterwegs Hochzeitskleider, Demi Lovato und Nick Jonas ließen sich zu einem spontanen Straßenkonzert zu dritt hinreißen. Auch Schauspieler wie George Clooney und Julia Roberts leisteten Corden auf seiner „täglichen Fahrt zur Arbeit“ schon Gesellschaft. Wie viele andere Segmente der Show werden auch die Carpool-Einlagen nach der Ausstrahlung auf dem YouTube-Kanal der Show veröffentlicht. Die Clips erreichten bislang fast ausschließlich rekordträchtige Zuschauerzahlen und wurden zu viralen Videos. Meistgesehen bleibt der Kurztrip durch London mit Sängerin Adele vom 13. Januar 2016, welcher bereits über 227 Millionen Mal angesehen wurde (Stand: November 2020). Am Tag der Veröffentlichung wurde das Video bereits 19 Millionen Mal angesehen, innerhalb der ersten Woche erreichte es weit über 40 Millionen Klicks, womit es zu einem der "viralsten" Videos in der Geschichte aller US-amerikanischen Late-Night-Shows wurde. Am 29. März 2016 sendete CBS eine Sonderfolge der "Late Late Show" zur Hauptsendezeit, in welcher der Fokus auf dem Carpool-Karaoke-Segment lag und eine neue Episode mit Jennifer Lopez gezeigt wurde. Die Sonderepisode erhielt die Sonderauszeichnung als "Outstanding Variety Special" bei der Primetime-Emmy-Verleihung 2016, die Show als Ganzes war für einen weiteren Emmy-Award nominiert.