Karlovo 最早的生活遗迹可以追溯到公元前六千年的新石器时代。该镇以西的 Yasa Tepe 地区发现了新石器时代的定居点。在铁器时代晚期/公元前 6 世纪——1 世纪，色雷斯部落居住在今天的 Karlovo 附近。根据研究学者的归类，他们被列入集体民族称谓 Odryssae。
在今天的城镇附近尚存几处定居点和城堡：Karlovsko Kale 是一座建于 4 - 6 世纪的小型晚古时期城堡。它位于“Besh bunar”公园上方的山坡上；Sushitsko Kale——位于现在“Sushitsa”地区东部的 Stara Planina 南部山坡上，存在于 12 - 14 世纪；位于 Karlovo 东北部的“圣三一”教堂上方的城堡也存在于 12 - 14 世纪。
Kurshum 清真寺（覆盖着铅板）由奥斯曼军事领袖 Ali Bey（Karla 之子）建于 1485 年。Kurshum 清真寺是本镇保存至今最古老的文化建筑纪念碑。
在 Karlovo 镇，目前大约有 115 座房屋被列为文化古迹。在民族复兴时期，该镇发展了 30 多种手工艺品：Gaitandzhiistvo（纺编）、玫瑰花生产、basmadzhiystvo（织物艺术印花）、炼铜、皮革制作、编织、金匠生产、丝绸制造等等。Karlovo 作为一个经济繁荣的城镇，手工业和贸易发展异常迅速，并走出了奥斯曼帝国的边界，主要由保加利亚
制造商和贸易商所控制。Puliev、Geshov、Hadzhidimitrov、Georgiev 和其他巨贾在奥斯曼帝国的所有市场发展广泛的商业活动，他们与 Wallachia、
摩尔多瓦、俄罗斯、法国、英国开展贸易。
在 17 世纪，这里诞生了一位“文学大师”兼教师——Avram Yerei Dimitrevich，
他是 Karlov-Adjara 文学学派的代表。在民族复兴时期，Karlovo 是一个重要的教育和文学中心。杰出的民族复兴教师和教育家在这里工作：Rayno Popovich、Botyo Petkov——Hristo Botev 的父亲、Hristo Popvasilev、Brayko Hadzhigenov、Dimitar Popov 以及其他人。
在 19 世纪中叶：两座“Dormition of the Holy Mother”教堂于 1851 年建成/修复；1859 年 Vasil Levski 被任命为执事修道士；1847 年“St.Nikolay”；1858 年第一次庆祝斯拉夫文字的节日；1878 年 1 月 16 日选举第一届镇议会。Vasil Levski 的母亲 Gina Kuncheva 被安葬在教堂墓地中。
1892 年，Karlovo 参加了第一届 Plovdiv 展览会。展馆由 Evlogii Georgiev 出资建造，用于展出当地的工业与工艺品。Karlovo 的参展商共获得 3 枚金牌、19 枚银牌、13 枚铜牌和 2 张荣誉证书。
1926年，保加利亚第一批水力发电厂之一——Stara Reka 水力发电厂建成；1933年，Plovdiv 至 Karlovo 的铁路线通车；1933年，葡萄酒窖、银行、工厂和学校相继建成。
Karlovo 是许多教育家、公众人物、慈善捐献人、艺术家、军事人物和现代保加利亚建设者的出生地。