Le mot latin « carcafagum » signifiant emplacement de hêtres a donné son nom à la ville. Des vestiges attestent de la présence humaine à la Préhistoire et d’une occupation gallo-romaine.
En 1100, des moines défrichent la forêt de Puzarle et des paysans s’y installent. Un château y est également érigé.Carquefou est assiégé en 1341 par Jean, duc de Normandie. Les Anglais y restent longtemps.
Plus tard, Jean V de Bretagne exempte la ville d’impôts. Les guerres de religions voient les habitants de Carquefou, catholiques et protestants, se déchirer. La misère et l’insécurité règnent tout au long des XVIIe et XVIIIe siècle.
Pourtant les notables nantais continuent à faire élever des manoirs sur la commune, attirés par son territoire boisé. Depuis le XXe siècle la ville s’ouvre aux petites industries et se développe très rapidement.
Il reste de nombreux témoignages des folies nantaises comme le château de la Pilardière, celui de l’Epinay érigé en 1650. Le château de la Seilleraye eut le privilège d’accueillir la marquise de Sévigné. Le château de Maubreuil avec sa fuie (ou colombier), sa chapelle et son pavillon de chasse rappelle les privilèges des seigneurs.
L’église Saint Pierre Saint Paul abrite une sculpture en bois polychrome de la vierge du XIVe siècle et une sculpture d’une vierge bourguignonne du XVIIe siècle. Des tableaux et des bannières du XIXe siècle complètent la collection. Un musée étonnant « du temps qui passe » séduira les amateurs de rivière.
Enfin, le moulin de Fay construit au XVe siècle est un vestige d’une région agricole.
Le théâtre de la Fleuriaye propose une programmation de qualité attirant les amateurs de théâtre et de musique.
La place Mellay s’anime tous les jeudis matin aux cris des maraichers, poissonniers, volaillers et autres commerçants venus vendre leurs produits sur les étals du marché.