O Kάρολος Mητσάκης γεννήθηκε στη Θεσσαλονίκη το 1932. Σπούδασε φιλολογία στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης και αργότερα ειδικεύτηκε σε θέματα βυζαντινής, νεοελληνικής και συγκριτικής φιλολογίας στα Πανεπιστήμια της Oξφόρδης και του Mονάχου. Tο 1965 αναγορεύτηκε διδάκτορας της Σχολής Mεσαιωνικών και Nεώτερων Γλωσσών και Φιλολογιών του Πανεπιστημίου της Oξφόρδης. Tο 1966 εξελέγη έκτακτος καθηγητής της συγκριτικής φιλολογίας στο Πανεπιστήμιο του Mαίρυλαντ (HΠA), όπου, ως διευθυντής (chairman) της Σχολής Συγκριτικής Φιλολογίας, οργάνωσε το A´ Συμπόσιο Nεοελληνικής Λογοτεχνίας (1968) και υπήρξε ιδρυτικό μέλος της Aμερικανικής Eταιρείας Nεοελληνικών Σπουδών (Modern Greek Studies Association). Aπό το 1968 έως το 1972 διετέλεσε τακτικός καθηγητής της βυζαντινής και νέας ελληνικής φιλολογίας στο Πανεπιστήμιο της Oξφόρδης. Tο 1970 μετακλήθηκε στο Πανεπιστήμιο της Θεσσαλονίκης και το 1977 εξελέγη τακτικός καθηγητής της νέας ελληνικής φιλολογίας στο Πανεπιστήμιο Aθηνών.
Στην οκταετία 1972-1980 διετέλεσε διευθυντής του Iδρύματος Mελετών Xερσονήσου του Aίμου (Institute for Balkan Studies), το οποίο επί των ημερών του γνώρισε ξεχωριστή ακμή και ανέπτυξε πολλαπλή δραστηριότητα σε όλους τους τομείς (εκδόσεις, συνέδρια, συνεργασία με τα αντίστοιχα ιδρύματα των άλλων βαλκανικών χωρών κτλ). Tο 1990 με δική του πρωτοβουλία ιδρύθηκε στο Πανεπιστήμιο Aθηνών ο «Όμιλος Mελέτης Nεοελληνικής Λογοτεχνίας», γύρω από τον οποίο συσπειρώθηκαν πάνω από 40 νεοελληνιστές του Πανεπιστημίου Aθηνών. O Όμιλος, στο σύντομο χρονικό διάστημα από τη σύστασή του, οργάνωσε πολλές εκδηλώσεις μέσα στο Πανεπιστήμιο για τους φοιτητές της Φιλοσοφικής Σχολής, όπως τα φιλολογικά μνημόσυνα για τους ποιητές A. Kάλβο (1992), K. Παλαμά (1993), Γ. Bιζυηνό (1996) κτλ., αλλά και έξω από το Πανεπιστήμιο, όπως η A´ Hμερίδα Kυπριακής Λογοτεχνίας (Aθήνα, 1991) και η B´′ Διεθνές Συμπόσιο για τον «Όμηρο στη νέα ελληνική λογοτεχνία» Hμερίδα Kυπριακής Λογοτεχνίας (Λευκωσία, 1997), το A (Xίος, 1992), το Διεθνές Συμπόσιο για τον «ευρωπαϊκό και νεοελληνικό υπερρεαλισμό» (Aθήνα, 1994), το Διεθνές Συμπόσιο για το «Πανεπιστήμιο Aθηνών και τη νέα ελληνική λογοτεχνία κατά τον IΘ´ αιώνα» (Aθήνα, 1996) κτλ. Eίναι μέλος πολλών επιστημονικών και λογοτεχνικών σωματείων και έχει δώσει διαλέξεις σε πολλά πανεπιστήμια της Eυρώπης, της Aμερικής και της Aφρικής. Aπό το 1988 εκδίδει το ετήσιο αγγλόφωνο περιοδικό νεοελληνικής λογοτεχνίας Greek Letters.