Narodil se 3.11. 1910 v Ostroměři u Nové Paky. Absolvoval dvouletou obchodní školu a kurs reklamního kreslení a aranžování. Později pracoval jako kreslíř a návrhář v reklamních ateliérech, několik let (1930-1936) také ve Francii a také u Tomáše Bati ve Zlíně. Aktivní zájem, který projevil o loutkové divadlo již jako student, ho přivedl v roce 1943 do zlínského trikového ateliéru.
Po seriálu o panu Prokoukovi se vrátil Zeman do světa fantazie v zajímavém experimentu: pro animovanou taneční pantomimu INSPIRACE použil skleněných figurek známého sklářského výtvarníka Jaroslava Brychty.
Prvními rozměrnějšími filmy Karla Zemana byla adaptace satirické básně s midasovským motivem Karla Havlíčka Borovského KRÁL LÁVRA a pohádka POKLAD NA PTAČÍM OSTROVĚ, v níž se pokusil o spojenÍ několika technik animovaného filmu a k níž byl výtvarně inspirován perskými miniaturami.
V dlouhém kombinovaném snímku CESTA DO PRAVĚKU zpracoval populárně vědecké téma o vývojových obdobích Země; předlohou pro loutky pravěkých zvířat byly vědecké kresby. Téma rozehrál Zeman v dobrodružný příběh čtyř chlapců, kteří zažijí neuvěřitelný výlet do historie Země. Film byl oceněn jako nejlepší dětský film v Benátkách a na festivalu v Manheimu získal Cenu kritiky a v Československu státní cenu. Další Zemanův dlouhý hraný film VYNÁLEZ ZKÁZY vycházel tematicky ze stejnojmenného Vernova románu a výtvarně z jeho dobových ilustrací. Fantastická dobrodružství objevitele neobyčejně výbušné látky profesora Rocha, který byl unesen zločinným Artigasem, zaujala malé i velké diváky na celém světě. Film patří mezi mezinárodně nejúspěšnější česká filmová díla (Cena francouzských filmových kritiků, Křišťálová cena francouzské filmové akademie, Velká cena EXPO 1958, Cena čs. filmové kritiky, státní cena).