Ursprung und erste Erweiterung

Die ursprüngliche Aufstellung fand im Jahr 1334 statt, als ursprünglich polygoner Schalenbrunnen. Ein erster Umbau mit Erweiterung fand 1620 statt, samt der Installation der Figur Karls des Großen, die in Dinant gegossen wurde. Gleichfalls wurde zu diesem Zeitpunkt die sechs Tonnen schwere Bronzeschale mit floralen Zügen mit einem Durchmesser von 3,60 m in das Erscheinungsbild integriert. Gegossen wurde sie laut Inschrift um 1620 von den Aachener Glockengießern Franz und Peter von Trier mit Unterstützung des auswärtigen Glockengießers Daniel Laner (Lonner). An ihrem Außenband zeigen sich zwischen Blumengirlanden mit Meerwesen, dem Reichsadler und dem Aachener Stadtwappen abwechselnd sechs wasserspeiende Löwenköpfe sowie ebenso viele aufgelegte Wappenschilde. Diese sind den verdienten Bürgermeistern Joachim Berchem, Albrecht Schrick, Dietrich Speckhewer, Egidius Bleyenheuft und Johann Schörer, die in diesem Zeitraum ihr Amt versahen, sowie dem Bürger Peter Brunnenstein zuzuordnen.

Zweite Erweiterung und Franzosenzeit

Der Aachener Baumeister Johann Joseph Couven entwarf im Jahr 1735 das Blausteinbecken. Drei Jahre später fügte Couven die beiden bronzenen Fische dem Blausteinbecken hinzu. Da der Karlsbrunnen als Zierbrunnen konzipiert war, entwarf Couven 1736 noch zwei kleine Laufbrunnen, an denen die Aachener Bürger Wasser schöpfen konnten. Diese standen in unmittelbarer Nähe vom Karlsbrunnen. Alimentiert wurden die drei Brunnen über die so genannte Marktwasserleitung, die u. a. auch in ihrem weiteren Verlauf die Hotmannspief mit Wasser der Pau versorgte.

Beim Einmarsch der Franzosen im Jahr 1792 wurde die Karlsstatue als Kriegsbeute nach Paris verschleppt, konnte aber durch erfolgreiche Verhandlungen des amtierenden Aachener Maire Johann Wilhelm Gottfried von Lommessem im Jahr 1804 zurückerlangt und ein Jahr später wieder feierlich aufgestellt werden.

Zweiter Weltkrieg und Moderne

Während des Zweiten Weltkriegs wurde der Brunnen demontiert, um zu verhindern, dass dieser durch den Krieg Schaden nimmt. 1948 wurde der Brunnen wieder zusammengesetzt. Auf historischen Fotografien ist erkennbar, dass die Karlsfigur ursprünglich nach Süden, also auf das Rathaus, blickte. Heute hingegen steht die Figur mit dem Rücken zum Rathaus. Wenn in dieser Anordnung das Gesicht der Statue betrachtet wird, so bildet das Rathaus den Hintergrund.

Die Inschriften der Schale