Il nuovo millennio vede la Carrarese lottare per la salvezza in Serie C1.
Nel 2010 è data la conferma ufficiale del ripescaggio del club toscano in Lega Pro Seconda Divisione. Pur battuta dal Carpi per la promozione diretta, la Carrarese batte ai play-off il San Marino e il Prato, guadagnando così la promozione in Lega Pro Prima Divisione appena un anno dopo.
La stagione 2014-2015 con la nuova Lega Pro unica la Carrarese viene inserita nel girone dell’Italia centrale con ben sette derby toscani da disputare. L’andamento della squadra risulta altalenante ma riesce comunque a raggiungere la salvezza matematica alla penultima giornata.
Nell’estate del 2017 la società chiama in panchina il tecnico Silvio Baldini, sotto la guida del quale la squadra nel 2019-2020 ottiene il secondo posto nel girone e si spinge fino alle semifinali dei play-off per l’approdo in serie B.
Nella semifinale play off affronta il Bari dove viene battuta per 2-1 ai tempi supplementari.
Nella stagione 2021/2022 la società di Piazza Vittorio Veneto Affida la conduzione tecnica ad Antonio Di Natale raggiungendo i playoff dopo il decimo posto nella stagione regolare.
Nella stagione sportiva 2022/23 inizia l’era di mister Alessandro Dal Canto che raggiunge il quarto posto in graduatoria dopo un girone di ritorno caratterizzato da una striscia positiva di tredici risultati utili consecutivi e risultando la migliore squadra per rendimento interno dei tre diversi raggruppamenti in cui è composta la serie C.