История Плайя-дель-Кармен уходит корнями в доколумбовую эпоху, когда на этом месте располагалось поселение майя под названием Шаман-Ха (Xaman-Ha), что переводится как «Северные воды». Это место служило важным отправным пунктом для паломников, которые на каноэ отправлялись на священный остров Косумель, чтобы поклониться богине Иш-Чель. Помимо религиозного значения, Шаман-Ха был также торговым постом на прибрежном маршруте цивилизации майя.
После испанского завоевания в XVI веке и последующих столетий, эта территория оставалась практически незаселённой. Современная история города началась в XX веке, когда Плайя-дель-Кармен была всего лишь небольшой рыбацкой деревушкой. Ключевым фактором, давшим толчок развитию, стало паромное сообщение с островом Косумель, который становился всё более популярным среди любителей дайвинга. Географическая близость к растущему туристическому центру Канкуну также сыграла решающую роль.
Настоящий туристический бум начался в 1980-х и 1990-х годах, когда Плайя-дель-Кармен стала стремительно превращаться из сонной деревни в один из самых быстрорастущих городов Мексики. Путешественников привлекала более спокойная и аутентичная атмосфера по сравнению с крупными курортами. Становление туристической зоны Ривьера-Майя окончательно закрепило за городом статус международного курорта. Сегодня экономика города полностью ориентирована на туризм, о чём свидетельствует знаменитая пешеходная улица Пятая Авеню (Quinta Avenida), сердце коммерческой и развлекательной жизни города.