Родился 9 января 1890 года, в небольшом куротной деревне Мале-Сватоновице, Австро-Венгерская империя, в интеллигентной семье врача и собрательницы фольклора, он был третьим и последним ребенком в семье. Все дети отличались какими-либо талантами: сестра Елена унаследовала музыкальные способности матери, брат Йозеф оказался одаренным художником, а Карел во втором классе начал писать стихи. В деревне была развита горная промышленность и источники с минеральными водами. Сейчас здесь действует музей братьев Чапеков, основанный в 1946 году, где есть выставка картин Йозефа Чапека. Писать начал в возрасте 14 лет. Много путешествовал по Европе.
В 1915 году, получил степень бакалавра журналистики и философии в Карловом университете Праги. Также занимался философией в университетах Берлина и Парижа. По состоянию здоровья не был призван в армию и не участвовал в Первой Мировой войне, а работал гувернером в семье графа Лажански. К. Чапек — писатель с мировым именем, один из самых известный писателей Чехословакии XX века, основатель и первый председатель Чехословацкого Пен-клуба, член Комитета Лиги Наций по литературе и искусству. Он входил в ближайшее окружение первого Президента Чехословакии Томаша Масарика, стал негласным вождем антифашистски настроенной чешской интеллигенции, где выступал как страстный сторонник демократического общества и убежденный противник национализма и фашизма. Был женат на известной чешской театральной актрисе и писательнице, Народной артистке ЧССР Ольге Шайнпфлюговой (1902 — 1968), но детей у них не было.
Умер писатель в Чехословакии, в городе Прага, 25 декабря 1938 года, в возрасте 48 лет, от воспаления лёгких, полученного в результате работ по ликвидации наводнения незадолго до полной немецкой оккупации Чехословакии. Похоронен на мемориальном кладбище в Вышеграде, под Прагой. После смерти за ним приходило Гестапо. Его архив был спрятан вдовой, в саду усадьбы Стрж, в селе Стара-Гуть, у городка Добржиш, в 35 км. к югу от Праги, где писатель провел последние 3 года жизни, и был обнаружен только после войны.
Карел Чапек и его старший брат и соавтор художник-кубист, фотограф, книжный иллюстратор и писатель-эссеист Йозеф Чапек (1887 — 1945), умерший от тифа в немецком концлагере Берген-Бельзен, являются изобретателями слова «робот» (в пер. со словацкого, слово «robota», означает «каторга», «тяжёлая работа», «барщина»), так он в своей пьесе «Р.У.Р.», называл человекоподобные механизмы.
Творчество Чапека, который не проявлял особых симпатий к социализму и коммунизму, в коммунистической Чехословакии первое время было под запретом, но с 1950 — 1960-х годов, вновь стало активно издаваться и изучаться. Очень разные по характеру прозаические произведения демонстрируют блестящее владение искусством реалистического описания, тонкий юмор и дар художественного предвидения. Ещё при жизни он получил широкое признание как в Чехословакии, так и за её пределами.