Карлін быў заснаваны ў 1817 годзе як першае пражскае прадмесце Караліненталь (ням.Karolinenthal, у гонар жонкі імператара Франца II Караліны-Аўгусты), гарадскія правы атрымаў у 1903 годзе. Улучаны ў склад Прагі ў 1922 годзе. Да 1817 года на яго тэрыторыі размяшчаліся вайсковыя паселішчы і плацы, тутака ж у 1731—1737 архітэктарам К. І. Дынцэнгоферам быў пабудаваны пражскі Дом Інвалідаў (Invalidovna), інтэрнат для ветэранаў арміі і іх сем'яў. Пасля зносу пражскіх умацаванняў у 1874 Карлін апынуўся адным з раёнаў найбольш інтэнсіўнай забудовы, першым чынам прамысловых і працоўных жылых кварталаў. Тут была адкрыта першая ў Празе лінія гарадской конна-чыгункі (1875) і трамвая (1896).
На захадзе раёна размешчаны чыгуначны «віядук Негрэлі», які таксама вядомы як Карлінскі віядук, даўжыня якога складае 1111 метраў, быў самым доўгім мостам на тэрыторыі Чэхіі да ўводу ў лад моста праз раку Огржэ на аўтастрадзе D8 у 1998. Віядук быў адкрыты 1 чэрвеня1850 года як частка чыгункі Оламаўц—Прага—Дрэздэн.
Карлін з'яўляецца адным з найбольш пацярпелых раёнаў Прагі ад паводкі 2002 года. Было парушана электразабеспячэнне раёна, затоплены станцыі лініі В («жоўтай») метро ад станцыі Флорэнц да станцыі Палмаўка, якія праходзяць па тэрыторыі раёна, а таксама станцыя Флорэнц лініі С («чырвонай»). Некалькі будынкаў, пашкоджаных у выніку затаплення, разбурыліся ці былі знесены пасля.
