Die Stadt liegt vor den südlichen Teilen von Rischki und Varbischki Bergpässen und hat eine lange Geschichte und reiche Kultur. Hier wurden Spuren von Menschenpräsenz aus der Neusteinzeit aufgefunden. Archäologische Funde zeigen Spuren von Menschensiedlungen seit der Kupfersteinzeit, der Bronzezeit, der Eisernen Zeit und zeugen von reichem Gemeindeleben seit der Antike und dem Mittelalter. Nach der Gründung des bulgarischen Staates im Jahr 681 wurde die Umgebung von Karnobat wegen ihrer Lage zur Arena von Kriegshandlungen und war ein jahrhundertelanger Schauplatz von militärischen Aktionen und Interessen von Bulgarien und Byzanz. Das bedeutendste Objekt seit der Zeit des ersten bulgarischen Reiches ist die Festung Markeli, die 7,5 m westlich von der Stadt liegt und ein wichtiges Bischofs- und militärisches Zentrum war.