Urodził się w Warszawie, która od trzech lat była stolicą Królestwa Polskiego - autonomicznej monarchii konstytucyjnej wchodzącej w skład Imperium Rosyjskiego. Dzieciństwo Karola Beyera przypadło na schyłek panowania Aleksandra I. Polska, jako niepodległe państwo nie istniała. Karol był uczniem Liceum Warszawskiego, zafascynował się nową techniką - praprzodkiem fotografii, czyli dagerotypią. Poznał jej tajniki, gdy po zamknięciu Liceum po Powstaniu Listopadowym wyjechał na dalszą naukę do Paryża. Po powrocie do kraju, Beyer otworzył w Warszawie w roku 1844 pierwszy zakład dagerotypów - późniejsze atelier fotograficzne, które działało aż do roku 1872. Interesował się także numizmatyką. W kolejnym powstaniu (1863), został uwięziony, a następnie wywieziony w głąb Rosji. Zmarł w Warszawie w 1877 roku.
Jego wszechstronne zainteresowania sprawiły, że podejmował w fotografii wszelkie możliwe tematy. Zajmował się fotografią naukową: w 1851 roku wykonał dagerotypy zaćmienia słońca, w 1854 fotografował monety i medale polskie, w 1856 zdokumentował najcenniejsze zbiory polskich kolekcjonerów zabytków, zaprezentowane na wystawie w Warszawie, na przełomie 1858 i 1859 fotografował dzieła sztuki wystawione przez kolekcjonerów w Krakowie. Reprodukował w technikach fotograficznych współcześnie powstające obrazy, rysunki i rzeźby, przyczyniając się do ich popularyzowania. Fotografował architekturę i pejzaże na obszarze od Gdańska przez Płock i Częstochowę, po Kraków i Ojców. Portretował swoją rodzinną Warszawę oraz jej mieszkańców, utrwalając zmiany zachodzące w architekturze miasta, a także życie codzienne stolicy, również w chwilach szczególnie dramatycznych, jak wydarzenia 1861 roku.
Karol Beyer był autorem pierwszych polskich fotoreportaży (seria zdjęć z budowy Mostu Kierbedzia 1859-1864) oraz pierwszym polskim fotografem, stale współpracującym z prasą ilustrowaną. Miał swój udział przy powoływaniu do życia Tygodnika Ilustrowanego (1859)  i Towarzystwa Zachęty Sztuk Pięknych (1860). Jako przyjaciel malarzy, pisarzy, dziennikarzy, naukowców i finansistów pozostawał w centrum wydarzeń nie tylko kulturalnych, ale także politycznych. Wszystkie znaczące inicjatywy w Warszawie realizowano z udziałem Beyera. Znane było jego powiedzenie, świadczące o ustawicznej gotowości do bezinteresownej pracy dla wspólnego dobra: beze mnie te rzeczy się nie robią. O jego pozycji u współczesnych, także poza granicami kraju, świadczył fakt, że od 1855 roku pozostawał członkiem Société française de photographie, prestiżowego stowarzyszenia założonego w Paryżu w 1854 roku i skupiającego aktywnych fotografów z całego świata.