До 1965 года – Восьмой проезд. Была переименована в честь генерал-лейтенанта инженерных войск, Героя Советского Союза Дмитрия Карбышева. В Самаре он жил с зимы 1918 по осень 1919 года. Служил в Управлении военно-полевого строительства Восточного фронта. В 1993 году Дмитрию Карбышеву был установлен памятник в парке Победы.
Первая достопримечательность на улице Карбышева появилась в 1964 году. Тогда на ее пересечении с улицей Гагарина был возведен третий в нашем городе девятиэтажный дом. В 1973 году на его фасаде установили мемориальную доску в честь Дмитрия Карбышева.
В 1973 году на углу улиц Антонова-Овсеенко и Карбышева было построено новое здание для механико-технологического техникума. В те годы он готовил специалистов для мукомольно-элеваторной промышленности, ныне это торгово-экономический колледж.
