Vystudoval stavební fakultu ČVUT, dále PIBS při Manchester Metropolitan University, doktorské studium dokončil na podnikohospodářské fakultě VŠE v Praze, kde se rovněž na fakultě financí a účetnictví habilitoval na docenta. Od přelomu milénia hájil zájmy podnikatelů, a to zejména v pozici předsedy představenstva Asociace malých a středních podniků a živnostníků ČR. Jako spoluvlastník a generální ředitel skupiny SINDAT vybudoval v uplynulých dvaceti letech z této firmy respektovaného investora v oblastech malého a středního průmyslu a nových technologií. Mnoho let se angažuje v akademickém prostředí, v posledních letech je spjat s Vysokou školou finanční a správní, kde vybudoval fakultu ekonomických studií a kde připravil studijní program Ekonomika a management. Na téma malých a středních podniků napsal několik odborných knih a publikoval v tuzemsku i zahraničí desítky recenzovaných článků. Zasedal v řadě poradních orgánů vlády a ministerstev, od roku 2014 je členem Rady vlády pro výzkum, vývoj a inovace a od roku 2018 je jejím místopředsedou. Je hlavním autorem vládní inovační strategie Czech Republic: The Country For The Future. V dubnu 2019 byl předsedou vlády navržen na pozici místopředsedy vlády pro hospodářství a současně na post ministra průmyslu a obchodu. Do obou funkcí byl jmenován prezidentem republiky 30. dubna 2019. Ke stejnému datu se vzdal všech statutárních a vlastnických pozic v podnikatelské sféře a opustil rovněž vedení Asociace malých a středních podniků a živnostníků ČR. 24. ledna 2020 se Karel Havlíček stal rovněž ministrem dopravy. V obou ministerských funkcích skončil 17. prosince 2022 a 18. února 2022 byl zvolen místopředsedou Poslanecké sněmovny České republiky.