A região pertencia à freguesia de Irajá, abrangendo terras do Engenho do Mato, de Dona Maria de Abreu Rangel, que em 1741 o doou aos seus netos, antepassados do Marechal Rangel. Esse engenho se estendia até os atuais bairros de Tomás Coelho e Engenho da Rainha.

O nome do bairro se refere a um fazendeiro local, Vicente de Carvalho, que denominaria também a estrada e a estação da Estrada de Ferro Rio D’ Ouro, implantada na segunda metade do século XIX. Posteriormente, a região passaria para Lucas da Silva, e, deste, para a viúva Carolina Machado e, depois, para a família Rangel Vasconcelos. Em 1890 tudo foi comprado e loteado pela Companhia de Colonização Agrícola do Visconde de Moraes e do Conde Modesto Leal.

A estação Vicente de Carvalho da E. F. Rio D’Ouro foi inaugurada em 15 de janeiro de 1883. Com a extinção desse ramal, seu leito foi aproveitado pela linha 2 da Companhia do Metropolitano do Rio de Janeiro – Metrô, sendo implantada a estação Vicente de Carvalho em 1996.

Os acessos principais do bairro são a avenida Pastor Martin Luther King Jr. (Automóvel Clube), antiga estrada da Pavuna, e a avenida Vicente de Carvalho, antiga estrada da Penha.

A favela do morro do Juramento, marco de referência no bairro, começou a ser ocupada em 1945 com a demarcação dos lotes feita à noite, para evitar a presença da polícia. Os primeiros barracos de madeira começaram a ser erguidos na década de 1950 e, com a construção de uma igreja católica, o local passou a se denominar “igrejinha”. Na década de 1960, a ocupação se intensificou e, em 1967, foi fundada a Associação de Moradores e, com ela, chegaram rede de água e de esgoto, reservatórios de água, acessos pavimentados e serviços de assistência médica/dentária. A comunidade ocupa uma área de 290 mil metros quadrados, distribuídos nas localidades do Rodo, Centro, Miolo, Igrejinha e Lazer.

Vicente de Carvalho é predominantemente residencial, com grandes hipermercados (o antigo Carrefour reabriu como “Atacadão” em 2007) e o “Carioca Shopping”, inaugurado em 8 de maio de 2001.