Au milieu du XVe siècle, le petit hameau constitué par les Rochat de l'Abbaye prit définitivement le nom des Charbonnières. Cette appellation tire son origine de l'intense exploitation des forêts, pour la production de charbon de bois. Ce dernier était utilisé dans les nombreuses aciéries qui fonctionnaient un peu partout à la Vallée de Joux et à Vallorbe.

Dès l'origine les habitants du village des Charbonnières pratiquèrent conjointement l'agriculture et l'industrie. Jusqu'au milieu du XVIe siècle on y trouve en effet de nombreuses forges, des mines de fer et un véritable complexe industriel à Bonport, entre les deux lacs.

Les Charbonnières est le berceau du vacherin, dont l'origine remonte au début du XIXe siècle. Ce nouveau fromage, cerclé d'écorce, mis en maturité dans sa caractéristique boîte en sapin, conquiert rapidement les marchés de Lausanne, puis de Genève et de quelques autres villes de suisse. Il participe à des expositions nationales et internationales où il décroche plusieurs médailles. Sa production d'intensifiera au XXe siècle et elle atteindra plus de 500 tonnes par année.

Après une période d'étude où il fallu imaginer de nouvelles techniques pour satisfaire des normes alimentaires modernes extrêmement strictes, sa production a repris et fait à nouveau le bonheur des plus fins gastronomes. 

Ce fromage si typique de la Vallée de Joux se fabrique uniquement en hiver et n'est disponible sur les tables que de septembre à avril. 

Enfin une distillerie de gentiane complète la palette gastronomique des activités du village. 

Sur le plan industriel, de nombreux ateliers d'horlogerie et de pierres fines se créèrent au début du XXe siècle. Une usine est construite en 1917, la Zénith.  Rachetée bientôt par Hector-Albert Rochat, elle deviendra dès 1982 l'usine Valtronic. Cette entreprise spécialisée dans l'électronique miniaturisée connaît un développement à l'échelle mondiale.