Gata regnes å være anlagt på 1680-tallet, og det første huset som vites å ha stått her, var Karnaby House. I løpet av 1800-tallet skjedde en industrialisering av Carnaby Street, da en rekke systuer ble oppretta for herreskredderne i Savile Row. På 1950-tallet begynte noen av skredderne i Carnaby Street å selge klær etter eget design for direkte salg, og særlig dresser for den framvoksende gruppa av motebevisst vestkantungdom som gikk under betegnelsen mods. I løpet av noen få år på 1960-tallet ble Carnaby Street verdensberømt for sine trendy unisexbutikker.