Γεννήθηκε στις 14 Σεπτεμβρίου 1784 στη Στουτγάρδη του τότε Δουκάτου της Βιτεμβέργης και ήταν γιος νομικού και γαιοκτήμονα. Πήρε μέρος στους Ναπολεόντειους Πολέμους, αλλάζοντας συχνά στρατόπεδο, κι έφτασε στο βαθμό του υποστράτηγου του στρατού της Βιτεμβέργης.
Ο Νόρμαν ήλθε στην επαναστατημένη Ελλάδα μαζί με άλλους σαράντα φιλέλληνες στις 12 Ιανουαρίου 1822. Οι περισσότεροι από αυτούς ήταν αξιωματικοί του πυροβολικού και χρησίμευσαν στην άμυνα του Νεόκαστρου (Πύλου), όταν απειλήθηκε από τους Τούρκους του Ισμαήλμπεη Γιβραλτάρ (30 Ιανουαρίου 1822).
Ακολούθως του ανατέθηκε η αρχηγία του γενικού επιτελείου του Αλέξανδρου Μαυροκορδάτου με τον βαθμό του συνταγματάρχη. Συγκρότησε στην Κόρινθο το σώμα των φιλελλήνων, με το οποίο πήγε στο Μεσολόγγι, όπου οργανώθηκε η εκστρατεία του Μαυροκορδάτου στην Ήπειρο.
Διακρίθηκε στη Μάχη του Κομποτίου (10 Ιουνίου 1822), όμως στην καταστροφική Μάχη του Πέτα (16 Ιουλίου 1822) πληγώθηκε σοβαρά. Μεταφέρθηκε στο Μεσολόγγι, όπου μετά του Μάρκου Μπότσαρη και τοπικών οπλαρχηγών επιλήφθηκε της οχύρωσης της πόλης.
Ο Κάρολος Νόρμαν δεν μπόρεσε να ξεπεράσει τον σοβαρό τραυματισμό του και πέθανε στο Μεσολόγγι στις 15 Νοεμβρίου 1822. Τάφηκε στο χώρο, όπου το 1935 αναγέρθηκε μεγαλοπρεπές μνημείο των γερμανών φιλελλήνων.
