Aparece citado en 1247 bajo el nombre de Carbonero de Liedos; en 1587 es mencionado como Carbonero la Mayor y en el siglo XIX aparece ya con su nombre definitivo.

[1]​ Carbonero —derivado del latín carbonem más el sufijo -arium— hace referencia al lugar donde se fabricaba carbón vegetal o a la profesión de aquella persona que se dedicaba a su fabricación.

[2]​ Posteriormente se le llamó «el Mayor» en comparación con Carbonero de Ahusín, que era una aldea más pequeña.

Pudo haberlo fundado una persona dedicada al carboneo en un lugar llamado anteriormente Liedos, siendo un topónimo asignado por los lugareños de otras localidades.

También han aparecido en el pueblo de Carbonero diversas monedas romanas y vestigios de una posible calzada que uniría Segovia con Coca a través del valle del río Eresma.

Según el marqués de la Ensenada, en 1751 la economía sigue siendo agro-ganadera y la población asciende ya a 1182 habitantes.

Las industrias que componen la economía de Carbonero el Mayor son principalmente la transformación de productos agroalimentarios (industrias cárnicas), la cerámica, y la agricultura y ganadería tradicionales.

Ubicada en el despoblado del Temeroso de Santa Águeda y cercana al río Pirón, esta ermita en estado ruinoso pertenece igualmente al denominado románico de ladrillo (siglo XIII).

Etimológicamente el origen del topónimo «Bustar» tiene una clara procedencia latina, del vocablo bustum («lugar donde se quema»), derivado de burere («quemar»), aludiendo así al lugar donde se carboneaba.

El edificio está situado en un paraje llano denominado Los Ñares, cercano al río Pirón y distante unos 3 km de la población.

Dispone también Carbonero el Mayor de fama por sus jamones, sus chorizos y su repostería.

Fernando Delgado Sanz, apodado el Tuerto de Pirón, robaba a los ricos, asaltaba iglesias y caminos, Carbonero el Mayor por su cercanía al río Pirón fue uno de los lugares donde tuvo actividad.