Карл-Хайнц Урбан родился 7 июня 1972 года в новозеландском городе Веллингтоне. В возрасте восьми лет впервые появился в передачах на телевидении. Учился в церковной школе, поступил в Викторианский университет в Веллингтоне, закончить который ему помешала стремительно развивающаяся карьера в кино.
Первая роль в кино — в полицейском драматическом сериале «Акула в парке» в 1991 году. В 1993 Карлу была предложена роль в картине «Шортланд-стрит». В середине 1990-х он попал в состав американских телесериалов «Зена — королева воинов» и «Удивительные странствия Геракла», снимавшихся по всему миру. Важной ролью для карьеры Карла стала роль фермера в «Цене молока» (2001), благодаря которой его узнали зрители по всему миру.
16 сентября 2004 года женился на Натали Вионжи (Natalie Wihongi) (гримёр). Воспитывает двух сыновей — Хантера (родился в ноябре 2000 года) и Индиану (родился в январе 2006 года).