Ahhoz, hogy megszülethetett, kellett egy német nagyherceg vadászszenvedélye. Őt kísérte el Magyarországra Wilhelm Christian Lotz, aki aztán megpillantotta Höfflick Antóniát. Hamarosan megházasodtak, majd nyolc gyermekük egyikeként megszületett a kis Károly is, 1833. december 16-án Németországban.
Mivel az édesapa váratlanul elhunyt, az özvegy a hazatérés mellett döntött, így a fiatal Lotz Károly 13 évesen már Pesten járt a piaristákhoz.
Az 1848-ban kitört szabadságharc idején 15 éves volt, s már ekkor akvarelleken örökítette meg a forradalmat.
Később Bécsben tanulta a festészetet, aztán Pesten is feltűnt, kezdetben a csodás tájképeivel. 1855-ben az egyik újság például ezt írta róla: „A Falusi jelenetek című festmény Lotz Károlytól igen ügyes munka”.
Aztán a festő Than Mórral – akivel együtt tanult korábban Bécsben, Karl Rahl festőiskolájában – országos hírnevet szereztek. Együtt készítették el ugyanis a Vigadó faliképeit, majd később a Nemzeti Múzeum falfestményeit is. Immár széles megrendelői körük volt, Lotz Károly készítette például 1869-ben gróf Károlyi Alajos pesti palotájának a falfestményeit is.