Карл-Хайнц Урбан родился 7 июня 1972 года в Веллингтоне, Новая Зеландия.

Учился Карл в церковной школе, которую окончил в 1989 году. В том же году поступил в Викторианский университет в Веллингтоне, который бросил в 1990 году ради актерской карьеры.

В 1991 году Карл дебютировал на телеэкранах, он исполнил небольшую роль в сериале «Акула в парке».

В 1993 году Урбан получил роль в сериалах «Шортланд-стрит» и «Белый клык».

В 1995 году Карл Урбан получил роль Цезаря в сериале «Зена - королева воинов» и роль Купидона в сериале «Геракл: легендарные приключения».

В 1998 году Урбан исполнил небольшую роль в фильме «Предсказание».

В 2000 году с участием Карла вышли три картины, это «Демоны», «Цена молока» и «Космические корсары». Благодаря роли в фильме «Цена молока» его стали узнавать во всем мире.

В 2002 году Карл Урбан снялся в голливудских картинах «Корабль-призрак» и «Властелин колец: Две крепости», а в 2003 году в фильме «Властелин колец: Возвращение Короля».

В 2004 году Карл снялся в картинах «Хроники Риддика» и «Превосходство Борна», на съемочных площадках которых его партнерами были Вин Дизель, Тэнди Ньютон и Мэтт Дэймон.

Затем Карл получил главные роли в фильмах «Гром среди ясного неба» (2006) и «Следопыт» (2007), а также в сериале «Луна команчей» (2008).

В 2009 году Урбан исполнил одну из главных ролей в фильме «Звездный путь», в котором также снялись Крис Пайн, Закари Куинто и Зои Салдана.

В том же 2009 году Карл вместе с Бриттани Сноу исполин главную роль в фильме «Транзит черной воды».

В 2010 году Карл Урбан снялся в картинах «РЭД» и «И наступит тьма», а в 2011 году в фильме «Пастырь».

В 2012 году он исполнил главную роль в фильме «Судья Дредд 3D».

В мае 2013 года состоялась премьера сиквела «Стартрек: Возмездие», в котором актер снова исполин роль доктора Боунса.

На сентябрь 2013 года запланирована премьера фильма «Риддик», в котором Карл сыграет вместе с Вин Дизелем и Кэти Сакхофф.