Studio ini bermula pada 21 Oktober 1994, jam 7:00 pagi sebagai pembahagian nama sahaja Hanna-Barbera Cartoons, yang ketika itu memberi tumpuan kepada menghasilkan Cartoon Cartoons untuk Cartoon Network: What a Cartoon!, Dexter's Laboratory, Johnny Bravo, dan The Powerpuff Girls. Pada tahun 1997, siri ini mengkreditkan Cartoon Network Studios sebagai anak syarikat Warner Bros. Animation, Hanna-Barbera. Pada tahun 1999, Cartoon Network Studios memperolehi kemudahannya sendiri yang terletak di 300 N 3rd St di Burbank, California,[1] yang merupakan lokasi bangunan peralatan komunikasi telefon. Pembinaan dan penerbitan syarikat sebenar dan pelbagai rancangan dan pengenalan bermula pada lewat 2000. Bekas pekerja DiC dan Nickelodeon Brian A. Miller dan Jennifer Pelphrey mengendalikan syarikat.

Selepas William Hanna meninggal dunia, nama Hanna-Barbera digugurkan sebagai entiti penerbitan serta studio Hanna-Barbera telah dilipat ke Warner Bros Animation oleh ketuanya Jean MacCurdy.[2] Cartoon Network Studios kemudian dihidupkan semula sebagai entiti berasingan daripada Hanna-Barbera, berkembang daripada Studio animasi. Cartoon Network Studios terus semakin berkembang dengan penerbitan seperti The Adventures Grim Billy & Mandy dan Samurai Jack dan penerbitan yang lebih baru seperti Adventure Time, Regular Show, dan Uncle Grandpa. Sebahagian daripada program terdahulu Cartoon Network Studios kini disiarkan semula di saluran kembar Cartoon Network, Boomerang.