Schon im Altertum waren Instrumente bekannt, die mit Mundstücken mit einer Art einfachem Rohrblatt angeblasen wurden: Eine dreieckige Fläche wurde aus dem Mundstück so herausgeschnitten, dass die Blattzunge noch an ihrem Ende hing und mit den Lippen kontrolliert werden konnte. Ein solches frühes Klarinetteninstrument ist z.B. die ägyptische Memet aus dem 3. Jahrtausend v.Chr., die als Doppelinstrument gespielt wurde: Die zwei aneinandergebundenen zylindrischen Rohre aus Schilf oder Holz hatten Grifflöcher und zwei Mundstücke. Später wurden diese Instrumente von den Griechen und Römern übernommen.

Klarinetten mit einem, zwei und sogar drei Rohren fanden in vielen Kulturen Verwendung, und in manchen Regionen werden sie auch heute noch in unveränderter Form gespielt (z.B. die russische Brelka oder die sardische Tripelklarinette Launedda).

Im mittelalterlichen Europa war ein Einzelrohrblatt-Instrument orientalischen Ursprungs mit meist 8 Grifflöchern verbreitet, das Chalumeau. Chalumeau bedeutet soviel wie Schilfrohr und ist auf das griechische „calamos“ bzw. lateinische „calamus“ zurückzuführen. Chalumeaux hatten einen Tonumfang von ca. einer Oktave (f1–g2). Sie wurden seit der Renaissance in mehreren Stimmungen gebaut – wie es dem Zeitgeist entsprach, als Familie vom Diskant- bis zum Bass-Instrument.

Im späten Mittelalter wurde die Bezeichnung Chalumeau (deutsch: Schalmei, englisch: shawm) zum Sammelbegriff für die gesamte Schalmeienfamilie.

Der Nürnberger Instrumentenbauer Johann Christoph Denner (gest. 1707) gilt heute allgemein als Erfinder der Klarinette, die Ende des 17. Jahrhunderts aus dem Chalumeau hervorging. Worin Denners Neuerungen im Detail bestanden, ist nicht geklärt, weshalb auch der strukturelle Unterschied zwischen Chalumeau und Klarinette, die immerhin über ein halbes Jahrhundert lang nebeneinander existierten, unklar ist. Es wird jedoch angenommen, dass Denner der erste war, der das Chalumeau mit zwei Klappen versah. Nach ihm bauten sein Sohn Jakob sowie auch andere Instrumentenbauer der Zeit Klarinetten mit zwei Klappen und einer erweiterten Innenbohrung. Das beim Chalumeau zylindrisch auslaufende Schallstück wich einem ausladenden Schalltrichter, das Klarinettenrohr erhielt die charakteristische birnenförmige Erweiterung (Birne) unter dem Mundstück.

Da die Spielhaltung der Hände wie bei allen barocken Holzblasinstrumenten noch nicht festgelegt war, wurden Klarinetten so gebaut, dass beim Spielen entweder die rechte oder die linke Hand unten sein konnte (beispielsweise wurde links und rechts am Rohr je ein Loch für den kleinen Finger gebohrt, das nicht benötigte beim Spielen verstopft).

Auf dem Chalumeau wurde nur das Grundregister gespielt, also die Töne, die vom Grundton aus mittels der Grifflöcher zu erzeugen waren (noch heute heißt das tiefste Register der Klarinette Chalumeau). Sein Klang soll wenig angenehm bzw. sogar „heulend“ gewesen sein. Auf der Klarinette wurde anfangs ausschließlich das hohe Register, das sogenannte Klarinettenregister, gespielt. Die hohen Töne wurden durch Überblasen erzeugt, wobei dieselben Griffe wie in der Grundskala angewandt wurden. Das Überblasen erfolgte mit Hilfe einer Überblasklappe auf der Rückseite des Rohres (mit dem Daumen bedient) und wurde durch ein kleines Mundstück mit schmalem Rohrblatt erleichtert.

Da die Klarinette aufgrund ihres zylindrischen Rohres in die Duodezim (Oktave + Quint) überbläst, waren mindestens zwei Klappen notwendig, um die Lücke zwischen der Grundskala und dem 1. überblasenen Ton zu füllen.

Bis zur Mitte des 18. Jahrhunderts hatten Klarinetten meist zwei Klappen: der tiefste Ton dieser Instrumente war das notierte f. Die Töne bis zum g1 wurden ohne Klappen erzeugt, a1 mit der vorderen Klappe, b1 durch Öffnen beider Klappen. Das h1 kam nur selten vor und wurde durch Änderung der Lippenspannung (entweder von b1 oder von c2 aus) erzeugt. Erst eine 3. Klappe (h1-Klappe) machte das h1 problemlos spielbar und erweiterte zudem die Skala in der Tiefe um das e. Die Töne von c2 an aufwärts (bis ungefähr g3) wurden durch Überblasen erzeugt.

Die Klarinette hatte im hohen Register zunächst einen harten, trompetenähnlichen Klang, was ihr nicht nur ihren Namen bescherte (kleines Clarino bzw. kleine Trompete), sondern auch ihre anfänglichen Aufgaben im Orchester definierte: die Ausführung von trompetenählichen Stimmen in den hohen Lagen. In dieser Funktion hatte sie das Clarino (die hohe Trompete) bis zum Ende des 18. Jahrhunderts völlig verdrängt. Daneben begann sich Sololiteratur für die Klarinette herauszubilden, die schon den großen Tonumfang und die klangfarbliche Vielfalt des Instrumentes zu nutzen wusste.

Wie alle Holzblasinstrumente litt auch die Klarinette an einer unreinen Intonation und mangelnder Tonqualität bei den Tönen, die mit Gabelgriffen erzeugt wurden. Dieses Problem versuchte man einerseits durch das Anbringen von Klappen zu lösen. Da jedoch die störanfälligen frühen Klappen von den meisten Klarinettisten als Notbehelfe abgelehnt wurden, ging man andererseits dazu über, Klarinetten in vielen Stimmungen zu bauen. Wurden barocke Klarinetten – ebenso wie die Naturtrompeten der Zeit – noch hauptsächlich in den Stimmungen C und D gebaut, so führte man in der 2. Hälfte des 18. Jahrhunderts auch die Stimmungen H, B, A, As und G ein, um mehrere Tonarten gleichmäßig und mit reiner Intonation spielen zu können.

Dieser Usus warf jedoch neue Probleme auf: Abgesehen davon, dass Klarinettisten sich mehrere Instrumente anschaffen mussten, war der Wechsel zwischen verschieden großen Mundstücken problematisch für den Ansatz, und der Austausch eines schon eingespielten Instrumentes mit einem kalten stellte die Spieler erneut vor Stimmungsprobleme. Sogenannte „pièces de rechange“, austauschbare Teilstücke des Instrumentes, mit deren Hilfe die Stimmung verändert wurde, erleichterten zwar die Spielpraxis der Holzbläser, beseitigten jedoch keineswegs das Problem der unreinen Stimmung.

Klarinette in D, Paris, Frankreich, 1830-er Jahre (Musikinstrumentenmuseum Schloss Kremsegg, Austria, Sammlung Streitwieser)

Wenn auch der Bau von Klarinetten in mehreren Stimmungen das Intonationsproblem nicht löste, so sorgte er doch für eine reiche Auswahl an Klangfarben, die von den Musikern durchaus geschätzt wurde.

Ende des 18. Jahrhunderts waren Instrumente mit 5 Klappen zum Standard geworden. Die Klarinette hatte sich im Orchester, in der Blasmusik sowie in Militärkapellen etabliert. Komponisten der Klassik haben begonnen, sich von den Klarinettenkonzerten zu lösen, wo die Klarinettenstimme  hauptsächlich in die Höhe geführt wurde, und nutzten immer mehr auch die tiefen Töne (eine Vorreiterrolle spielte W. A. Mozart). Im Kammermusik- und Orchestereinsatz wurden Akkordbrechungen im Chalumeauregister als Begleitung der Melodiestimme besonders beliebt.

Seit der 2. Hälfte des 18. Jahrhundert war langsam ein neues Bewusstsein für die Klangqualität der Klarinette erwacht, das sich im Zeitalter der Empfindsamkeit voll entfalten konnte. Der Klarinettenton wurde nicht mehr als trompetenartig, hart, scharf und hell wahrgenommen, sondern als geradezu prädestiniert, Gefühlsregungen auszudrücken. Chr. Fr. D. Schubart hatte den Klarinettenklang schon in seinen „Ideen zur Ästhetik der Tonkunst“ (1784/85) als „süß“ und „hinschmachtend“, als „in Liebe zerflossenes Gefühl“ beschrieben.

Klarinette in Es, unsigniert, verm. Conrad Eschenbach, Musikinstrumentenfabrik Markneukirchen, Sachsen, gegründet 1883 (Musikinstrumentenmuseum Schloss Kremsegg, Austria, Sammlung Streitwieser)

Um die Jahrhundertwende erhielt die Klarinette durch reformfreudige Instrumentenbauer weitere Klappen.

Eine sechste stammte vom Franzosen J. X. Lefèvre, eine siebente ließ der Engländer James Wood 1800 patentieren, der Franzose J. F. Simiot fügte eine Trillerklappe hinzu und stattete das g1-Tonloch mit einem Röhrchen aus, um das Ausfließen von Wasser zu verhindern. 

1812 stellte der deutsche Klarinettist Iwan Müller ein neues Modell mit 13 Klappen vor und setzte damit einen Meilenstein für die gesamte moderne Klarinettentechnik. Sein System wurde von Klarinettisten begeistert angenommen und diente den Instrumentenmachern über das gesamte Jahrhundert als Grundlage für Nachahmung und Verbesserungen.

Bei der Anordnung der Klappen achtete er darauf, dass alle früheren Griffe beibehalten werden konnten. Statt der Leder- oder Filzpolsterung an den Klappen führte er Darmhautpölsterchen mit Wollfütterung ein. Müller trat auch dafür ein, das Mundstück mit dem Rohrblatt nach unten zu blasen – bis dato war das „Übersichblasen“, bei dem das Rohrblatt zur Oberlippe zeigte, Gepflogenheit vieler Musiker.

In Frankreich wurden um 1840 Teile des Klappenmechanismus, den Theobald Böhm für die Querflöte erfunden hatte, vom Pariser Klarinettisten Hyacinthe Eléonore Klosé (1808–1880) in Zusammenarbeit mit dem Instrumentenbauer Louis-Auguste Buffet (gest. 1885) auf die Klarinette übertragen. Mit dieser „clarinette à anneaux mobiles“ („Klarinette mit beweglichen Ringen“) wurde der Prototyp der sogenannten Böhm-Karinette mit 17 Klappen geschaffen, die heute in romanischen und angelsächsischen Ländern verbreitet ist.

In Deutschland wurde um 1860 die Müller-Klarinette von Carl Baermann und Georg Ottensteiner (1815–1879) verbessert. Die heute im deutschsprachigen Raum gespielte 22-klappige Oehler-Klarinette, die der Berliner Instrumentenbauer Oskar Oehler (1858–1936) 1900 entwickelte, ist eine direkte Fortsetzung dieser Linie.

Da die Klarinette mit ihrem modulationsfähigen Ton dem romantischen Klangideal bestens entsprach, avancierte sie im Laufe des 19. Jahrhunderts neben dem Horn sogar zum wichtigsten Blasinstrument des romantischen Orchesters (seit Beethoven ist eine doppelte Besetzung üblich). Zum Standardinstrument wurde die B-Klarinette, daneben wurden auch A- und C-Klarinetten verwendet. Letztere wird heute nur mehr selten wegen ihrer besonderen Klangfarbe eingesetzt (z.B. im „Hexensabbat“ in Hector Berlioz’ Symphonie fantastique).

In der Militär-, Unterhaltungs- und Jazzmusik sind heute nur mehr B-Klarinetten gebräuchlich. Im Jazz, das der Orchesterklarinette moderne Spieltechniken wie Glissando brachte, wurde die Klarinette gerne als Melodieinstrument eingesetzt, jedoch in dieser Funktion immer mehr vom Saxophon verdrängt. In den USA spielen JazzklarinettistInnen traditionell auch andere Holzblasinstrumente, die der Stimmlage ihres Instrumentes entsprechen. In Musicalproduktionen teilen sich oft mehrere Holzbläser (reeds) eine Holzbläserstimme.