Родился в семье протестантского священника. Учился в университете у известного немецкого историка Генриха Трейчке (социал-дарвиниста). С 1879 года — доктор философии Берлинского университета.
По окончании учёбы К. Петерс изучает опыт колониального строительства Великобритании, рассчитывая применить его в интересах Германии, для создания Германской колониальной империи. В 1884 году он основывает «Общество германской колонизации», в 1885 году переименованное в Германское восточно-африканское общество. В том же году снарядил и возглавил экспедицию в Восточную Африку, где путём торгов, а порой и с применением насилия заключил с местными негритянскими правителями ряд соглашений, согласно которым «Общество» стало владельцем территории, площадью в 140 тысяч км?. В том же, 1885 году над этими землями был объявлен германский протекторат и они послужили ядром колонии Германская Восточная Африка, имперским комиссаром одного из районов которой К. Петерс служил в 1891—1893 годы.
К. Петерс отличался ярко выраженными расистскими воззрениями в отношении «неполноценных народов». Массовые протесты африканского населения против жестокого обращения К. Петерса с коренными жителями заставили германские власти отстранить его от колониальной службы.
К. Петерс — автор воспоминаний («Lebenserinnerungen», 1918) и нескольких книг, где оправдывает проводимую европейскими державами колониальную политику.