Karl Hartl začal svoji kariéru roku 1919 jako asistent maďarského režiséra Alexandera Kordy. Krátce působil s Kordou v Berlíně, v roce 1926 se vrátil do Vídně, kde pracoval v produkci pro Gustava Ucického. Od roku 1930 pracoval pro UFA a společně s Luisem Trenkerem natočili roku 1931 film s horského prostředí BERGE IN FLAMMEN. Poté změnil žánr a po roce natočil komedii DIE GRAEFIN VON MONTE CHRISTO s Brigitte Helmovou. V roce 1932, byl to jeho pátý film, režiséroval sci-fi F.P.1 ANTWORTET NICHT s Hanzem Albersem a Sybille Schmitzovou v hlavních rolích. Jeho následující sci-fi film GOLD z roku 1934 byl v Německu zakázán. Hartl byl ale i režisérem úspěšné kriminální komedie DER MANN, DER SHERLOCK HOLMES WAR.
Karl Hartl režíroval 23 filmů. V roce 1970 obdržel Stříbrnou plaketu za zásluhy o filmové umění. V osobním životě byl ženatý s herečkou Marte Harellovou a je pohřben na vídeňském hřbitově Hietzinger.