Na era pré-colombiana, Playa del Carmen chamava-se Xaman Há (Água do Norte no idioma maia) e era um dos pontos de partida dos maias em peregrinação ao santuário de Ixchel, na ilha de Cozumel. O primeiro povoado moderno data do início do século XX, quando ali se fixou uma comunidade de pescadores e de produtores de coqueiros e sapota.

Durante o século XVI, os espanhóis conquistaram a maior parte dos territórios maias, mas ao contrário do que aconteceu em muitos outros locais, na área de Playa del Carmen nunca se estabeleceu qualquer povoado espanhol. Francisco de Montejo conquistou a região para Espanha em 1526 e fundou a vila de Salamanca no local onde atualmente se encontra Xel-Há, cerca de 30 km a sudoeste de Playa del Carmen. Um ano mais tarde, um lugar-tenente de Montejo, Alonso de Ávila estableceu um acampamento militar em Xaman Há, que descreveu como uma vila de pescadores. Não obstante, a região permanecey muito pouco habitada durante todo o período colonial.

A fundação da atual cidade deveu-se a uma companhia colonizadora chiclera (de exploração de sapota) da costa oriental do Iucatão, que em 1908 obteve do governo de Porfirio Díaz a concessão para exploração dos recursos florestais.[1] Até meados dos anos 1980, Playa del Carmen era uma pequena povoação com menos de 1 500 habitantes, mas nas últimas décadas tem-se transformado vertiginosamente ao ritmo do crescimento do turismo.

Em 1996, a população era de 10 000 habitantes e em 2003 49 000, devido principam«lmente à imigração de pessoas vindas de várias partes do México à procura dos empregos criados pela indústria turística. Segundo o Instituto Nacional de Migración, em 2003 pelo menos 7% dos habitantes permanentes da cidade era estrangeiros.

Até 2004, o crescimento do turismo refletia-se na oferta hoteleira de 23 428 quartos em operação e um número de visitantes anualmente estimada em pouco mais de dois milhões de pessoas, originárias principalmente dos Estados Unidos, Canadá e Europa. Segundo o censo de 2010, a cidade tinha 159 310 residentes, o que significa que entre 2003 e 2010 o número de habitantes cresceu 14 285 por ano ou 39 por dia. Em 2018 a população cifrava-se em 252 087 habitantes.