Newcastle United
Carroll ha iniziato la sua carriera giovanile a Newcastle United. Ha segnato alcuni gol per la squadra della riserva. Ha fatto il suo debutto in prima squadra il 2 novembre 2006. All'epoca aveva 17 anni e 300 giorni. Questo in una vittoria per 1-0 in Coppa UEFA contro il Palermo. È arrivato in sostituzione del Nolberto Solano. Così facendo, è diventato il più giovane giocatore di sempre a rappresentare Newcastle in Europa.
Ha fatto il suo debutto in FA Cup il 17 gennaio 2007. Anche qui è apparso come sostituto negli ultimi dieci minuti. Il Birmingham City ha battuto il Newcastle per 5-1 in quella partita. Il 25 febbraio 2007, Carroll ha fatto il suo debutto in Premier League per il Newcastle. Si presentò come sostituto all'87° minuto nella sconfitta per 1-0 del Wigan Athletic. Aveva un tiro al bersaglio in questa partita. Una buona parata del portiere del Wigan John Filan gli ha impedito di segnare il suo primo gol del Newcastle.
Nel 2007 ha ricevuto il "Wor Jackie Milburn Trophy". Questo viene assegnato ogni anno alla stella nascente del calcio del Nord Est dell'Inghilterra.
Il 29 luglio 2007, Carroll ha segnato il suo primo gol da senior in una vittoria per 2-0 contro la Juventus. Si trattava di una partita amichevole. Ha segnato il gol con il piede sinistro. Al termine della partita, il portiere italiano Gianluigi Buffon ha elogiato Carroll. Buffon ha detto che Carroll ha un grande futuro.
Il 14 agosto 2007 Carroll ha iniziato un prestito semestrale con Preston North End. Lo stesso giorno ha debuttato per loro in Coppa di Lega contro Morecambe. Carroll è stato mandato a giocare per il Preston contro lo Scunthorpe United il 18 settembre. Ha segnato il suo primo gol in campionato, e il suo primo gol in campionato inglese, contro il Leicester City il 6 novembre.
Carroll ha fatto la sua prima apparizione a Newcastle nella stagione 2008-09 il 20 ottobre. È arrivato come sostituto di Shola Ameobi in casa al Manchester City. Carroll era nella squadra di partenza contro il West Ham United in casa il 10 gennaio 2009. In questa partita ha segnato il suo primo gol in casa. È stato un colpo di testa. La partita si è conclusa con un pareggio per 2-2. Il 12 marzo 2009 ha firmato un nuovo contratto di tre anni e mezzo. Il suo contratto a Newcastle si è concluso nel 2012.
Newcastle è stato retrocesso in quella stagione. Gli attaccanti della prima squadra, Michael Owen, Mark Viduka e Obafemi Martins hanno lasciato il club. Carroll si è unito allo Shola Ameobi in attacco per il Newcastle all'inizio della nuova stagione. Il suo primo gol in campionato è arrivato il 16 settembre 2009 contro il Blackpool con un colpo di testa. Nel 2010 Carroll giocava quasi tutte le partite. Aveva un nuovo compagno d'attacco, Peter Løvenkrands. Questi due giocatori hanno segnato più della metà dei gol del club nel 2010. Carroll ha finito la stagione come capocannoniere di Newcastle. Ha segnato 19 gol in tutte le competizioni. 17 erano in campionato, 2 in partite di coppa.
Carroll è stato dato il numero 9 della squadra per la stagione 2010-11. Questo numero è importante per i tifosi del Newcastle United. Grandi attaccanti come Jackie Milburn, Malcolm Macdonald e Alan Shearer hanno indossato questo numero di squadra per il Newcastle. Carroll ha segnato la sua prima tripletta in carriera contro l'Aston Villa nella loro vittoria per 6-0 in Premier League il 22 agosto 2010. Carroll è arrivato come sostituto di Kevin Nolan contro il Manchester City. Ha capitanato la squadra per la prima volta in questa partita. Nell'ottobre 2010, Carroll ha firmato un nuovo contratto quinquennale. Il suo contratto è durato fino al 2015. Carroll ha segnato il terzo gol di Newcastle in una vittoria per 3-1 contro il Liverpool al St. James' Park l'11 dicembre 2010. È stato un tiro da 25 yard. Il tiro è stato un tiro basso.
Liverpool
Il 31 gennaio 2011, Liverpool ha offerto 30 milioni di sterline per Carroll. L'offerta è stata respinta. Newcastle ha quindi accettato un'offerta di 35 milioni di sterline. Carroll ha superato un esame medico e ha firmato un contratto a breve. Il trasferimento è stato completato poco prima della scadenza delle 23.00. Carroll ha detto di essere stato costretto a lasciare Newcastle. Ma il club ha detto di aver richiesto un trasferimento dopo che hanno rifiutato l'offerta di 30 milioni di sterline del Liverpool. Il Liverpool ha confermato che Carroll avrebbe indossato la maglia numero 9. Questa era stata indossata in precedenza da Fernando Torres, che ha lasciato l'Anfield per il Chelsea la stessa sera per 50 milioni di sterline. Il trasferimento ha reso Carroll l'ottavo calciatore più costoso dell'epoca. Era il calciatore britannico più costoso di tutti i tempi. Divenne anche il secondo calciatore più costoso che giocava per un club britannico, dopo Torres. Carroll aveva subito un infortunio mentre giocava con il Newcastle United. Pertanto, il Liverpool infastidì Carroll che avrebbe dovuto aspettare un po' di tempo prima del suo debutto.
Finalmente ha fatto il suo debutto al Liverpool come sostituto nella vittoria per 3-1 contro il Manchester United il 6 marzo 2011. Il 10 marzo è apparso nella sua prima partita europea per il Liverpool. Il Liverpool ha perso la partita 1-0 contro il Braga in Europa League. Carroll è venuto come sostituto dopo l'intervallo. Nel ritorno, una settimana dopo, ha fatto partire il suo primo Liverpool. La partita finì 0-0. Il Liverpool ha lasciato la competizione perché aveva perso 1-0 in totale. Il 20 marzo, ha fatto il suo primo inizio di Premier League per il Liverpool contro il Sunderland. Non ha segnato. Il Liverpool ha vinto la partita per 2-0. L'11 aprile, Carroll segna i suoi primi gol per il Liverpool. Si tratta di una vittoria per 3-0 contro il Manchester City ad Anfield. Il suo primo gol è stato a distanza. Il secondo è stato un colpo di testa. In quella stagione giocò più volte. Ma non segnò più gol.
Il 24 agosto 2011 ha segnato il suo primo gol della nuova stagione. L'ha segnato a 20 metri dalla porta. La partita era contro Exeter City. Ha segnato 3-0 al secondo turno della Coppa di Lega. Il 1° ottobre 2011 ha segnato il suo primo gol della Premier League 2011-12 durante la vittoria per 2-0 contro l'Everton al Goodison Park. Il suo terzo gol della stagione è stato in una vittoria per 2-0 a West Brom. Ha segnato il suo primo gol del 2012 in una vittoria per 5-1 al terzo turno della FA Cup contro l'Oldham Athletic. Ha assistito il gol di Dirk Kuyt all'88° minuto contro il Manchester United nel quarto turno della FA Cup del 28 gennaio. Come risultato, il Liverpool ha vinto la partita. Ha segnato il suo quinto gol della stagione in una vittoria per 3-0 ai Wolves il 31 gennaio. Era il suo primo anniversario di appartenenza al club. Il Liverpool ha vinto per 6-1 contro il Brighton & Hove Albion nel quinto turno della FA Cup. Carroll ha segnato un gol e assistito un gol di Luis Suárez Il 26 febbraio, ha vinto il suo primo trofeo con il Liverpool mentre vinceva la Coppa di Lega. Hanno battuto il Cardiff in finale. Il 10 aprile, ha segnato un gol di testa contro il Blackburn durante l'infortunio il Liverpool ha vinto la partita. Questo ha messo fine alla corsa del Liverpool di quattro partite senza vittoria. Quattro giorni dopo, si è lanciato in un altro gol in ritardo che ha vinto la partita contro il Liverpool. Questa volta è stato in una vittoria per 2-1 contro l'Everton nella semifinale di FA Cup a Wembley. A causa del suo gol, il Liverpool si è qualificato alla finale. Questa è stata la sua 50esima partita giocata per il Liverpool. Carroll ha descritto il suo gol vincente come "la migliore sensazione di sempre". Il compagno di squadra Jamie Carragher ha detto che il gol valeva "35 milioni di sterline in sé". Ha anche detto che Carroll sarebbe stato "ricordato per sempre". Carroll ha segnato anche in finale, che il Liverpool ha perso 2-1 contro il Chelsea.
West Ham United
Incantesimo di prestito
Il 30 agosto 2012, Carroll ha firmato con il West Ham. Aveva un prestito stagionale. Il Liverpool voleva una clausola nell'accordo che facesse pagare al West Ham 17 milioni di sterline per portarlo al club in modo permanente. Ma hanno dovuto rimuoverla perché il West Ham non era d'accordo. Alla fine il West Ham ha pagato una tassa di 2 milioni di sterline per l'accordo sul prestito. Hanno anche iniziato a pagare tutti gli stipendi di Carroll di 80.000 sterline a settimana del Liverpool.
Carroll ha debuttato il 1° settembre. Ha messo a segno (assistito) due gol in una vittoria per 3-0 in casa contro il Fulham. Ha segnato il suo primo gol il 25 novembre 2012. Questo è stato in una sconfitta per 3-1 in trasferta contro il Tottenham Hotspur. Carroll si è infortunato a novembre. È tornato il 2 febbraio 2013 contro la città di Swansea. Ha segnato l'unico gol in quella partita. Carroll ha concluso il prestito con sette gol in 24 presenze.
Trasferimento permanente
Il 21 maggio 2013, il West Ham e Liverpool hanno concordato una commissione di circa 15 milioni di sterline per rendere permanente il trasferimento del prestito Carroll ha accettato il trasferimento e il 19 giugno 2013 ha firmato un contratto di sei anni con il West Ham. Il compenso è stato un record per il club.
2013–14
Carroll ha iniziato la stagione 2013-14 infortunato. Ha avuto un problema al tallone raccolto nella partita finale della scorsa stagione. Ha fatto la sua prima apparizione della stagione il 12 gennaio 2014. È arrivato come sostituto al 72° minuto di una vittoria per 2-0 sul Cardiff City. Ha assistito Mark Noble per il secondo gol del West Ham.
Il 1° febbraio 2014, Carroll è stato espulso per violenza contro il difensore di Swansea City Chico Flores nel West Ham per 2-0 contro il club gallese. Il 15 marzo ha segnato il suo primo gol della stagione in Premier League in una sconfitta per 3-1 allo Stoke City. Il 31 marzo è stato nominato uomo della partita da Sky Sports per il modo in cui ha giocato in una vittoria per 2-1 contro il Sunderland allo Stadium of Light. Ha segnato un gol e ha assistito l'altro dei gol del West Ham.
Carroll ha chiuso la stagione 2013-14 della Premier League con solo due gol su 18 presenze.
2014–15
Durante un tour pre-campionato in Nuova Zelanda, Carroll ha subito una lesione al legamento della caviglia. Questo significava che non poteva giocare nelle prime undici partite del West Ham in Premier League. Carroll è tornato in squadra l'8 novembre 2014. È arrivato come sostituto di Mark Noble in un pareggio 0-0 con l'Aston Villa.
Carroll è stato selezionato per iniziare la prossima partita degli Hammers. Ha giocato tutti i novanta minuti. Il West Ham ha perso la partita 1-2 contro l'Everton. Il 7 dicembre 2014 ha segnato i suoi primi due gol della stagione. Era in una partita contro lo Swansea City. Gli Hammers hanno vinto la partita per 3-1 in casa. Sono stati i primi gol che ha segnato in casa da marzo 2013. Il 20 dicembre, Carroll ha segnato il 50° gol della sua carriera. Il West Ham ha battuto il Leicester City per 2-0.