Industriepoken för bruket i Karlholm började 1729 började när Charles de Geer flyttade en en masugn dit från Lövstabruk. Några år senare togs en vallonsmedja i bruk och en stångjärnshammare flyttades till Karlholm. 1880 kom lancashiresmidet till bruket med en ny och större smedja som öppnades på den gamla vallonsmedjans plats. Lancastershiresmedjan blev det verkliga genombrottet för Karlholm. Bruket var sedan aktivt tills hösten 1931 då den sista järnstången smiddes och verksamheten i sin ursprungliga form lades ned.

Karlholm har sedan drivits i olika former inom bland annat trä och träförädling tills bruket med sina fabriker stängdes 2012. 2013 såldes bruket på auktion, och det var inledningen till en förvandlig av den gamla bruksorten tillsammans med det nya framtidsprojektet Karlholm Strand.