Ugljična vlakna su nastala kao izvor svjetlosti za sijalice sa žarnom niti. Sir Joseph Wilson Swan (1828-1914), britanski hemičar i fizičar, izumio je sijalicu sa žarnom niti koristeći platinastu žicu kao izvor svjetlosti. Da bi riješio problem otpornosti platinaste žice na toplinu, Swan je umjesto toga koristio karbonizirane papirne trake. Budući da su karbonizirane papirne trake lako zapaljive na zraku, Swan je u suštini riješio ovaj problem stvaranjem vakuuma u sijalici. Godine 1860. Swan je izumio poluvakumsku lampu koristeći karbonizirane papirne trake kao izvor svjetlosti, prototip žarulje sa žarnom niti. Međutim, vakuumska tehnologija u to vrijeme nije bila zrela, pa je životni vijek lampe bio kratak. Do kasnih 1870-ih, vakuumska tehnologija je sazrela, a Swan je izumio praktičniju sijalicu sa žarnom niti, dobivši patent 1878.
Pojava umjetnih{0}} vlakana i hemijskih vlakana pokrenula je eru "ponovnog pronalaska" tehnologije karbonskih vlakana. Pojava veštačkih{2}} vlakana kao što su viskoza (1905) i acetat (1914) početkom 20. veka, a posebno komercijalizacija hemijskih vlakana kao što su polivinil hlorid (PVC) (1931), poliamid (1936) i poliakrilonitril (Pakrilonitril)190 sredinom-20. stoljeća, pružio je osnovu za osnovna naučna istraživanja tehnologije karbonskih vlakana visokih performansi u Sjedinjenim Državama.
Kineski fokus i istraživanje karbonskih vlakana počelo je relativno rano. Početkom 1960-ih, Institut za primijenjenu hemiju u Changchunu već je započeo istraživanje ugljeničnih vlakana na bazi PAN-. Tokom ovog perioda, Akio Shindo iz Japana izumio je metodu za proizvodnju karbonskih vlakana koristeći poliakrilonitrilna (PAN) vlakna kao sirovinu i dobio patent. Godine 1963., Nippon Carbon Co., Ltd. i Tokai Electrode Co., Ltd. koristile su Shindoov patent za razvoj karbonskih vlakana na bazi poliakrilonitrila{10}}.
