Koolstofvezel is ontstaan als lichtbron voor gloeilampen. Sir Joseph Wilson Swan (1828-1914), een Britse scheikundige en natuurkundige, vond de gloeilamp uit met platinadraad als lichtbron. Om het probleem van de hittebestendigheid van platinadraad op te lossen, gebruikte Swan in plaats daarvan gecarboniseerde papieren strips. Omdat gecarboniseerde papierstroken gemakkelijk brandbaar zijn in de lucht, heeft Swan dit probleem in wezen opgelost door een vacuüm in de lamp te creëren. In 1860 vond Swan een semi-vacuümlamp uit met stroken verkoold papier als lichtbron, het prototype van de gloeilamp. De vacuümtechnologie was toen echter nog niet volwassen, waardoor de levensduur van de lamp kort was. Tegen het einde van de jaren zeventig van de negentiende eeuw was de vacuümtechnologie volwassen geworden en vond Swan een meer praktische gloeilamp uit, waarvoor hij in 1878 patent kreeg.
De opkomst van door de mens gemaakte vezels en chemische vezels luidde een tijdperk in van 'heruitvinding' van de koolstofvezeltechnologie. De opkomst van door de mens{2}}gemaakte vezels zoals viscose (1905) en acetaat (1914) in het begin van de 20e eeuw, en vooral de commercialisering van chemische vezels zoals polyvinylchloride (PVC) (1931), polyamide (1936) en polyacrylonitril (PAN) (1950) in het midden-van de 20e eeuw, vormden de basis voor fundamenteel wetenschappelijk onderzoek naar hoogwaardige koolstofvezeltechnologie in de Verenigde Staten.
China's focus op en verkenning van koolstofvezel begon relatief vroeg. Begin jaren zestig was het Changchun Instituut voor Toegepaste Chemie al begonnen met onderzoek naar op PAN-gebaseerde koolstofvezels. Tijdens deze periode vond Akio Shindo uit Japan een methode uit voor de productie van koolstofvezels met behulp van polyacrylonitril (PAN) vezels als grondstof en verkreeg hij een patent. In 1963 gebruikten Nippon Carbon Co., Ltd. en Tokai Electrode Co., Ltd. het patent van Shindo om op polyacrylonitril-gebaseerde koolstofvezels te ontwikkelen.
