Ako dieťa žil vo Viedni a v Českej Třebovej. V rokoch 1899-1900 bol členom zboru Wiener Sängerknaben a neskôr aj členom speváckeho zboru Dvornej opery vo Viedni. Bol spoluzakladateľom a dirigentom speváckeho zboru Českej filharmónie. Okrem hudobného talentu mal talent aj na maľovanie a fotografovanie. Povolaním bol však pre radosť svojich rodičov učiteľ.
V roku 1923 prišiel do Martina a kde sa ako referent Národopisného odboru Matice slovenskej venoval zbieraniu ľudových piesni. Od roku 1937 vyučoval aj na Škole umeleckých remesiel v Bratislave. V roku 1938 založil na Škole umeleckých remesiel v Bratislave prvú filmovú školu v Československu a v roku 1946 sa stal zakladateľom, profesorom a dekanom Filmovej akadémie muzických umění v Prahe.
Po zániku Československa sa usadil v Prahe, no jeho láska k Slovenku a slovenskému folklóru bola veľká. Na Slovensko sa rád vracal, tu je aj pochovaný. V Blatnici má svoje múzeum, kde sa nachádzajú jeho fotografie aj fotografické prístroje, ktoré používal. Bol umelcom oboch krajín a za svoju tvorbu dostal v roku 1968 titul Národný umelec.
Bol etnograf a na Slovensku zapísal okolo stotisíc textov a dvadsaťpäťtisíc melódií ľudových piesní. Ním zachytené umelecké a kultúrne hodnoty sú súčasťou základného fondu národnej kultúry. Vydal napr. monografiu o piesňovom bohatstve Čičmian. Piesne Záhoria sú zachytené v knihe Eva Studeničová spieva. Jeho fotografie sú dokumentáciou života dvoch národov – českého a slovenského. Zachytával v nich interpretov ľudovej piesne s ich odevom ako ich prostredie, pričom človek aj krajina na jeho fotografiách pôsobí vznešene a dokonalo. Človeka zachytával v slávnostnom odeve, na lúke, pri práci na poli či pred kostolom. Veľmi rád fotografoval deti, u ktorých sa mu darilo zachytiť ich spontánnosť a temperament. Každá tvár zobrazená na jeho fotografii predkladá osud človek. Ešte viac ako fotografovanie ho nadchol film, ktorý mu dal možnosť harmóniu aj po zvukovej stránke.
Mal v pláne natočiť dva filmy: Pastorale – deň pastierskych detí na úbočiach a Dvanásť bielych sokolov – film o Jánošíkovi vychádzajúci z ľudovej tradície, nikto sa v tom období o takúto tvorbu okrem Matice slovenskej nezaujímal. Podieľal sa ale na nakrúcaní Jánošíka, kde bol do hlavnej role obsadený jeho herec Paľo Bielik.
V rokoch 1924-1926 vydala Matica slovenská výber jeho fotografií ako kolekciu 180 národopisných pohľadníc. Ako prvá v dejinách slovenskej fotografie vydal v roku 1937 prvý knižný album Slovensko a v roku 1940 nasledovala Praha vo fotografii Karola Plicku, Slovensko vo fotografii Karola Plicku /1949/, Vltava /1959/, Spiš /1971/, Československo /1974/ a Levoča /1980/.
Od roku 1926 na svojich cestách využíva aj kameru. Prvý významný úspech sú zlaté medaily z Medzinárodnej výstavy fotografického umenia vo Florencii a v roku 1932 z Benátok za film Po horách, po dolách. Jeho vrcholnou tvorbou je film Zem spieva /1933/, ktorý je jedinečný z hľadiska scény, réžie, spracovania námetu, strihovej skladby a dokonalosti fotografie a hudby.
V roku 1941 vytvoril štylizovaný zápis ľudovej piesne filmom. Večná pieseň je film, ktorý zobrazuje prostredie českej a moravskej ľudovej piesne. Ľudovú pieseň tu dáva do vzťahu s modernou piesňou, čo sa stalo pre chytľavý rytmus a bezduché slová medzi ľuďmi veľmi obľúbené.
