Pomiędzy XVI a XVIII w., Carpentras powoli rozwija się. Będąc posiadłością papieską unika większości konfliktów i wojen tego okresu. W tym czasie powstaje barokowy pałac biskupi (XVII w., obecnie siedziba sądów), kolegiata jezuicka oraz XVIII-wieczny szpital Hôtel Dieu. W XVIII w. z inicjatywy biskupa Inguimberta powstaje biblioteka jego imienia, zawierająca jedną z największych kolekcji starodruków i cymeliów we Francji. mały|Hôtel Dieu – zabytkowy XVIII-wieczny szpital Przebudowana zostaje również XIV-wieczna synagoga (połowa XVIII w.)– najstarszy czynny tego typu obiekt sakralny we Francji.
Dobrobyt miasta i powstanie wielu pałaców nadaje miastu klasycystyczny charakter zachowany do dzisiaj w centrum historycznym.
Wraz z rewolucją francuską, w 1791 roku hrabstwo zostaje przyłączone do Francji i Carpentras staje się siedzibą podprefektury utworzonego w 1793 roku departamentu Vaucluse.
Okres współczesny XIX w. – budowa kolei przynosi rozwój drobnego przemysłu, jak również przemysłu spożywczego.