普遍认为，1879年爱迪生发明电灯时使用的灯丝——纤维碳化短丝是全球碳纤维发展的起始，而真正有应用价值的碳纤维研究则始自20世纪50年代联合碳化物公司（）的罗格·贝肯发明黏胶基碳纤维和日本大阪工业研究所的近藤昭男发明聚丙烯腈（PAN）基碳纤维黏胶基碳纤维性能较低；聚丙烯腈（PAN）纤维预氧化后热稳定性好，炭化收率在50-60%之间，成碳率高，因而生产所带来的成本更低，质量更优。目前，聚丙烯腈（PAN）基碳纤维的市场占有率占90%以上，黏胶基碳纤维目前市场占有率很低，多用于保温和屏蔽材料。
早期碳纤维发展凝结了多国科学家和企业一同努力的结果。美国曾在黏胶基碳纤维研究上投入了大量精力，20世纪60年代初，美国空军材料实验室使用UCC开发的黏胶基碳纤维作为酚醛树脂的增强体，研制出航天器屏蔽层，但当时的黏胶基碳纤维研究并未取得很大进展，随后美国也开始转入PAN基碳纤维的研究。1971年美国UCC和日本东丽合作建立了年产12吨的T300生产线年美国赫拉克勒斯（Hercules）获得英国皇家航空研究所碳化技术，通过采购考陶尔兹原丝合作生产碳纤维，但产品的缺陷使其在航空领域应用并不顺利。英国、日本聚焦于聚丙烯腈（PAN）基碳纤维研究，继近藤昭男发明PAN基碳纤维之后，英国皇家飞机中心的瓦特分析出了预氧化和热拉伸相关转化机理。技术的突破带动了企业的参与，当时有名的企业有日本的大阪工业试验所、东海碳素公司（Tokai Electrode Mfg. Co.,Ltd.）、日本碳素公司（Nippon Carbon co., Ltd.)、东丽、三菱东邦等和英国的皇家航空研究所（RAE）、皇家原子能公司(AERA)、考陶尔兹(Courtaulds)，罗尔斯-罗伊斯(Rolls-Royce)等。
-罗伊斯公司研制了碳纤维复合材料（CFRP）进气风扇叶片，计划用于当时正在设计试制的最先进的涡扇飞机发动机RB-211，该项目在1970年未能通过鸟撞实验；日本二战后受到军事发展限制，国内缺乏军工和航空领域碳纤维应用市场，于是另辟蹊径，开发出了钓鱼竿和高尔夫球杆等民用产品。
20世纪70年代波音公司采用东丽公司T300级碳纤维生产扰流板和别的部分辅助结构件，东丽公司之后又开发了T800H级碳纤维和配套的增韧树脂，T800H碳纤维相较T300强度提高约两倍，弹性提高20％到30％，与增韧树脂结合制成的碳纤维复合材料进一步满足了飞机适航要求，在波音767、777和空客320飞机上开始批量应用。当前最新型波音787和空客A350大型宽体客机机身结构的碳纤维复合材料用量均达到50%以上，预示碳纤维复合材料在航空领域已成为主要结构材料，由此也奠定了东丽碳纤维的全球霸主地位。日本三菱公司的纺织技术较强，是一家历史悠远长久的企业，自1959年开始生产腈纶，1972年开始开发PAN基碳纤维，1976年开始量产碳纤维预浸料，1983年开始量产PAN基小丝束碳纤维，1991年收购英国考陶尔兹旗下的碳纤维生产商Grafil，2010年与德国SGL共同成立MRC-SGL生产原丝。除PAN基碳纤维外，三菱公司自1987年开始量产沥青基碳纤维，目前年产超过1000吨，是全球沥青基碳纤维产能和产量最大的公司。帝人集团则通过收购东邦公司进入碳纤维行业，东邦自1969年起开始研发碳纤维并于1975年进入量产、1977年开始生产碳纤维预浸料，随后分别在1981年和1986年将产能拓展至美国和德国，帝人于1999年收购东邦并在2018年将东邦品牌整合为帝人品牌。
UCC）前期致力于研究黏胶基碳纤维和沥青基碳纤维，后破产被陶氏收购，其碳纤维板块则被并入美国石油巨头阿莫科（AMOCO）公司，后又被整合到氰特（CYTEC）。氰特是美国航空军工复材有突出贡献的公司，2001年收购了英国石油公司的碳纤维业务，2015年氰特被比利时索尔维收购。赫氏（Hexcell）公司于上世纪90年代收购了拥有英国皇家航空研究所碳化技术的赫拉克勒斯（Hercules）公司，又通过一系列并购布局预浸料和复材行业，深耕航空航天和军工领域，成为了航天航空碳纤维复材和树脂体系以及蜂窝的领先者。在美国碳纤维发展过程中最有特色的是卓尔泰克（Zoltek）公司，卓尔泰克1975年创立，1988年收购Stackpole Fibers后以美国宇航局大型运输机的相关业务及火箭喷管为契机进入碳纤维领域，后续又收购Magyar Viscosa公司共同研发聚丙烯腈纤维作为生产碳纤维的原丝，并借此开发出独特的大丝束碳纤维业务。
-罗伊斯发动机项目失败后，又加之未找到其他应用的支撑，继而陷入停滞，从此开始以转让技术为生。除了前述的合作转让，还包括对北京化工学院及吉林化学公司的两项技术转让，同时期同样的技术也卖给了印度、俄罗斯与巴西。英国的老牌碳纤维企业考陶尔兹（Courtaulds）于1997年被德国西格里SGL收购，从此退出历史舞台。
SGL Carbon）公司1978年成立，通过与日本三菱绑定合作生产用于制备碳纤维的原丝进入行业。美国陶氏公司收购UCC后没有再继续从事碳纤维研发和生产，直到2012年与全球第一大腈纶生产商土耳其的阿克萨公司成立陶氏阿克萨，又重新再回到碳纤维行业。韩国晓星2008年开展高性能碳纤维研制工作，并于2013年开发出年产2000吨的商业化生产线。
2000年后，碳纤维产业高质量发展迅猛，下游应用端蒸蒸日上，涌现出多个用量超万吨的领域：体育制品、航空、风电、光伏等，同时需要我们来关注的还有中国碳纤维产业的迅速崛起。日本和东丽碳纤维产业高质量发展总结
在美国科学技术人员建议下，近藤昭男把碳纤维研究方向从柔韧性、耐热性和导电性转向结构材料研究，并很快取得进展；
年代，三菱收购美预浸料厂Newport和英考陶尔兹旗下碳纤维生产商Grafil，2010年与德国SGL合作生产原丝；
1960年代进入碳纤维行业，累计投资超千亿日元，在多年不盈利的状况下一直坚守，终成世界碳纤维行业龙头；
年为应对碳纤维发展难题，东丽制定出一个复杂的技术组合战略：大阪技术所近藤博士的专利授权，进行工艺改进，购买东海碳素和日本碳素公司的技术成果，与美国UCC签署前驱体PAN纤维技术与碳化技术的互换协议；
年东丽、东邦和三菱合作开展碳纤维回收研发工作；2008-2013年东丽、三菱丽阳、东洋纺、高木精工、丰田、本田和日产等与东京大学、东北大学、山形大学等合作，开发新型CFRTP，实现减轻车重30%、提高燃油效率22.5%、提高加工速度、提高回收率等目的
NEDO都全力扶持；地方区政府传统纺织产业的重点转型方向为碳纤维及复合材料；1978年，“碳纤维座谈会”在日本成立，1988年变更为日本碳纤维协会，到2023年日本碳纤维协会共有6家正会员以及1家赞助会员，会员企业涵盖了碳纤维制造商、中间材料生产商、复合材料加工商等全产业链，有利于推进行业标准、解决共性问题，助力公司会员资源整合、协同互补，从而大幅度的提高日本碳纤维产业竞争力。
30年以应用开发为主，东丽按照每个客户的需求，不仅有碳纤维，还要配套树脂、预浸料和复材制品；
年为应对碳纤维发展难题，东丽制定出一个复杂的技术组合战略：大阪技术所近藤博士的专利授权，进行工艺改进，购买东海碳素和日本碳素公司的技术成果，与美国UCC签署前驱体PAN纤维技术与碳化技术的互换协议；
