Einer verbreiteten Legende nach geht das Gericht auf Köhler zurück, die sich in den Apenninen während der Arbeitspausen Penne (kurze Röhrennudeln) mit gebratener Pancetta (luftgetrocknetem Bauchspeck) und geriebenem Pecorino (einem Hartkäse aus Schafsmilch) gekocht haben sollen. Wahrscheinlicher ist aber, dass die Spaghetti alla carbonara erst nach 1944 im Zuge der Einnahme Roms durch die Alliierten aus einer Verbindung der Eier- bzw. Eipulver- und Bacon-Rationen US-amerikanischer Soldaten mit italienischer Kochkultur entstanden sind. Erst seit der Nachkriegszeit lassen sich Belege für Namen und Rezept finden.
Carbonaro bezeichnet im römischen Dialekt einen Köhler oder Kohlenhändler. Alla carbonara heißt also nach Köhlerart (alla ist auf Italienisch eine Abkürzung für alla maniera di, das heißt nach -art). Oft wird gemutmaßt, dass der Name von einem der beiden traditionsreichen römischen Restaurants namens La Carbonara abgeleitet wurde. Von den Restaurants selbst wird diese Version jedoch bestritten.