Chapel Hill, eller i det minste byen sentrum, ligger faktisk på en åskam som opprinnelig var bosatt av et lite anglikansk kapell, «chapel of ease» (= hjelpekirke), som ble bygget i 1752 og kjent som New Hope Chapel. Gjestgiveriet Carolina Inn ligger i dag på det stedet hvor kapellet opprinnelig ble bygget. I 1819 ble byen grunnlagt for å tjene universitet og byen vokste rundt lærestedet. Byen fikk bystatus i 1851 og dens hovedgate, Franklin Street, er navngitt etter Benjamin Franklin.