Город расположен на левом берегу реки Серая (впадает в реку Шерна, приток Клязьмы), в 128 км к северо-западу от Владимира и в 9 км к югу от Александрова. Железнодорожная станция на Большом кольце Московской железной дороги.
Карабаново получило свое название, как и многие селения - по фамилии владевших им дворян, Карабановых. Это был старинный род, и свои земли Карабановы, почти все будучи военными, получали за государственную службу. Карабаново впервые упоминается в 1630 году. Тогда оно было всего несколькими избами, построенными на правом берегу судоходной в то время реки Серой.
Со временем селение стало деревней, застроился и противоположный берег реки.
В 1846 году династией купцов Барановых была основана прядильно-ткацкая фабрика.
В 1871 году Карабаново с Александровом связала железнодорожная колея. Все перевозки от Карабанова к Александрову и обратно пошли по железной дороге, но первоначально вагоны передвигались по железной дороге на конной тяге. Первый пассажирский поезд через станцию Карабаново прошел 3 мая 1893 года в сторону Орехово-Зуево. А через два года, летом 1895 года, прошел первый пассажирский поезд в направлении Юрьева до станции Келерово.
На средства Барановых в 1876 году была заложена, а через четыре года освящена Троицкая церковь. Теперь Карабаново официально становится селом.
В конце XIX века Карабаново - село Александровского уезда Владимирской губернии с 4 580 жителей, дворов 544. Имелась школа на 240 учеников, бумаго-прядильная мануфактура Барановых с 3 879 рабочими. Больница, родильный приют, железнодорожная станция.
С 22 августа 1904 года в Карабанове начала работать своя почта.
22 октября 1917 года власть в Карабаново переходит в руки фабричного Совета. Летом 1937 года была взорвана церковь.
Указом президиума Верховного Совета РСФСР рабочий поселок Карабаново с 26 сентября 1938 года стал городом.