Народився в Яніні в родині військового, генерала-майорагрецької армії. Здобув вищу освіту на юридичному факультеті Афінського університету, також навчався у Мілані та Кельні. Побіжно розмовляє німецькою. Захистив дисертацію з міжнародного права. Був науковим співробітником Інституту Південно-Східної Європи у Мюнхені[7].
Каролос Папуліас був активним учасником боротьби проти диктаторського режиму «чорних полковників»1967–1974, близький соратник Андреаса Папандреу. Був членом Координаційної ради, членом Виконавчого кабінету і членом Політичного секретаріату, секретарем Комітету ПАСОК з міжнародних зв'язків у період з 1975 по 1985 рр. У 1977 році вперше був обраний депутатом парламенту від м. Яніна.
27 січня2010 року прем'єр-міністр Греції Йоргос Папандреу запропонував переобрати Каролоса Папуліаса на другий президентський термін.[9]. На спеціальному засіданні грецького парламенту3 лютого2010 року Каролоса Папуліаса переобрали президентом країни на другий п'ятирічний термін. «За» проголосували 266 депутатів від правлячої партії «Всегрецький соціалістичний рух», головної опозиційної партії «Нова демократія» і правої націоналістичної партії ЛАОС[10]. 32 парламентарії від Компартії і Коаліції радикальних лівих сил Греції утрималися. Папуліас був єдиним кандидатом на посаду президента[11].
Помер 26 грудня 2021 року на 93-му році життя[12].