אזור הכרמל היה מיושב בצורה זו או אחרת לאורך כל ההיסטוריה, במערות שבמורדות הכרמל ניתן למצוא שרידים פרה-היסטורים להתיישבות האדם הקדמון, השרידים הקדומים ביותר מצויים במספר מערות בנחל המערות,מתוארכים ללפני 120,000 שנים על הרכס עצמו נמצאו שרידים ליישובי קבע קטנים מן התקופה הכנענית וההר אף נזכר מספר פעמים בתנ"ך.
במהלך המאה ה-12 הוקם בהר מסדר הכרמלים, מסדר נוצרי קתולי שהתפתח במשך השנים להיות אחד המסדרים הקתוליים המרכזיים בעולם. הכרמלים טוענים כי הם צאצאים של יהודים שהתגוררו בהר מימי אליהו הנביא.