卡尔·史瓦西1873年出生于德国弗兰克福。十六岁时就发表了一篇关于行星轨道的论文。他在斯特拉斯堡与慕尼黑大学求学，1896年获得了博士学位，研究方向是在儒勒·昂利·庞加莱所提的理论方面。1897年起，他在维也纳的Kuffner天文台担任助理。在那里他发展一个公式，用来计算摄影材料的性质，其中牵涉到一项指数，称作史瓦西指数 。

从1901年到1909年，他成为位在古庭根一间有名望机构的教授。在那里他有机会与一些大师一同工作，包括了大卫·希尔伯特与赫尔曼·闵可夫斯基。史瓦兹旭尔得成为位在古庭根一所观测站的主持人。在1909年，他调职到波兹坦的天文物理观测站。

从1912年起，史瓦兹旭尔得是普鲁士科学院（Preussische Akademie der Wissenschaften）的会员。

1914年第一次世界大战爆发，他参加了德军，儘管他已年过40。他服役位置包括了东、西面的战线，并升到了炮兵上尉的军阶。

1915年，卡尔·史瓦西在俄国服役时，写了两篇主要的论文，一篇关于相对论，另一篇关于量子论。他在相对论方面的研究得到了一般性重力理论方程式的第一组精确解（见史瓦西解）；其中一个针对“非转动性、球对称的天体”，另外一个的对象则是任意质量星体周遭的“空无一物且静止、等向性的空间”。1915年12月，在爱因斯坦发表广义相对论1个月后，德国天文学家卡尔·史瓦西即得到爱因斯坦场方程的精确解，能够对于点质量与球形质量所产生的引力场给出描述。该精确解算出，如果某天体全部质量都压缩到很小的“引力半径”範围之内，所有物质、能量（包括光线）都被囚禁在内，从外界看，这天体就是绝对黑暗的存在，也就是“黑洞”。因此黑洞的两个性质以他为名—史瓦西度规与史瓦西半径。

卡尔·史瓦西把论文寄给了爱因斯坦，之后由爱因斯坦协助发表在Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften（普鲁士科学院会刊），然而发表当时史瓦西已经因病过世。

天文学方面，卡尔·史瓦西利用摄影术测量了变星。他也从事改良光学系统，发明了微扰方程式以调查几何光行差。

一种说法是，卡尔·史瓦西在俄国前线的战壕中染病过世。另一种说法是，卡尔·史瓦西死于罕见代谢异常疾病。