La síntesis y aplicaciones de compuestos basados en hidróxidos dobles en capas (LDHs) y nanocarbonos han visto recientemente un gran desarrollo. Por un lado, los LDHs son compuestos 2D versátiles que presentan una multitud de aplicaciones, desde la medicina hasta la conversión de energía, la remediación ambiental y la catálisis heterogénea. Por otro lado, los nanocarbonos presentan propiedades físicas y químicas únicas debido a su estructura de baja dimensión y la hibridación sp de los átomos de carbono, lo que les confiere una excelente movilidad de portadores de carga, una resistencia mecánica sobresaliente y una alta conductividad térmica. Muchas revisiones han descrito las aplicaciones de los compuestos LDH/nanocarbono en las áreas de energía y foto- y electrocatálisis, pero aún hay escasa literatura sobre sus últimas aplicaciones como catalizadores heterogéneos en la síntesis y conversión química, que es el objeto de esta revisión. Primero, se resumen las propiedades de los LDHs y de los diferentes tipos de materiales de carbono involucrados como bloques de construcción de los compuestos. Luego, se describen los métodos de síntesis de los compuestos, enfatizando los parámetros que permiten controlar sus propiedades. Esto resalta su gran adaptabilidad y una implementación más fácil. Posteriormente, se informa y discute en profundidad la aplicación de compuestos LDH/carbono como catalizadores para la formación de enlaces C-C, la síntesis de alcoholes superiores (HAS), reacciones de oxidación e hidrogenación.