Carl Lamač wurde als Karel Lamač am 27. Januar 1897 in Prag geboren. Der Sohn eines Apothekers studierte zunächst Pharmazie, betätigte sich während dieser Zeit aber auch als Dirigent eines Studierendenorchesters, trat als Laienschauspieler auf und entwickelte zugleich ein wachsendes Interesse für den Film. Durch einen Job in einer Dresdner Kamerafirma erwarb er erste filmtechnische Kenntnisse, was wiederum dazu führte, dass man ihn während des Ersten Weltkriegs in der k.u.k.-Armee als Wochenschau-Frontkameramann einsetzte.

Zurück in Prag wandte sich Lamač ganz dem Film zu. 1918 wurde er technischer Direktor der neu gegründeten Filmgesellschaft Excelsior, begann aber auch als Schauspieler zu arbeiten, schon damals häufig unter dem Vornamen Carl. Sein Regiedebüt gab er 1919 mit der tschechischen Produktion "Akord smrti", in der er auch die Hauptrolle übernahm. Fortan verfolgte er eine Doppelkarriere als Regisseur und Schauspieler, wobei er als Schauspieler überwiegend in tschechischen Produktionen mitwirkte; als Regisseur pendelte er zwischen Tschechien, Österreich und Deutschland.

1919 stand er in "Palimpset" (CZ, Regie: Joe Jenick) erstmals zusammen mit Anny Ondra vor der Kamera, gefolgt von "Gilly poprvé v Praze" ("Gilly zum ersten Mal in Prag", CZ 1920), bei dem er auch Regie führte. In den kommenden Jahren wirkte die zum Star avancierende Ondra in fast allen seiner Filme mit (laut manchen Quellen waren die beiden eine Zeit lang auch verheiratet). Teils wirkten Lamač und Ondra in den ersten Jahren auch in Filmen anderer Regisseure mit.

Als Schauspieler sah man Lamač in Deutschland unter anderem als Herzog in Erich Schönfelders "Der geheime Agent" (1924) und als Patroklos in dem Historien-Zweiteiler "Helena" (1924). In Tschechien konnte er unter der Regie von Martin Frič in der Titelrolle des Dramas "Páter Vojtěch" (1928) einen Erfolg feiern; als Regisseur adaptierte er 1926 zwei Romane um das tschechische Nationalidol, den "braven Soldaten Schweijk", wobei er selbst die Rolle eines Gastwirts bzw. eines Leutnants übernahm. Auch diese Filme waren in seiner Heimat große Erfolge.

In Deutschland reüssierte Lamač als Regisseur mit romantischen Lustspielen wie "Evas Töchter" (CZ/DE/CZ 1928), "Saxophon-Susi" (1928) und "Die Kaviarprinzessin" (1929), alle mit Anny Ondra in der Hauptrolle. 1930 gründete das Duo in Berlin die Ondra-Lamač-Film GmbH, die sich auf die Produktion – oft musikalischer – Lustspiele konzentrierte, häufig in mehreren Sprachfassungen. Der ersten Produktion – die Militärkomödie "Der falsche Feldmarschall" (CZ/DE 1930) – folgten Publikumshits wie die Tonfilmgroteske "Die vom Rummelplatz" (1930) und die possenhaft angelegte Operettenverfilmung "Die Fledermaus" (1931), aber auch zwei Edgar-Wallace-Adaptionen: "Der Zinker" (1931) und "Der Hexer" (1932).

Neben wiederkehrenden Darsteller*innen hatte Lamač im Lauf der Jahre auch ein festes Mitarbeiterteam um sich gesammelt, mit Otto Heller als primärem Kameramann und Václav Wasserman als häufigem Drehbuchautor.

Nach der Machtübernahme der Nazis Anfang 1933 konnte Lamač seine Karriere zunächst unvermindert fortsetzen. Mit Karl Valentin und Liesl Karlstadt drehte er den Klassiker "Orchesterprobe" (1933) sowie mehrere berühmte Kurzfilme, darunter "Im Schallplattenladen" und "Der verhexte Scheinwerfer" (beide 1934). Als Schauspieler trat er nur noch bis 1934 in einigen tschechischen Filmen in Erscheinung.

Zu Lamačs bekanntesten deutschen Regiearbeiten dieser Jahre gehören "Frasquita" (1934) mit Heinz Rühmann, "Knock-out" (1935) mit Anny Ondra und deren Ehemann (seit 1933) Max Schmeling sowie der Sherlock-Holmes-Krimi "Der Hund von Baskerville" (1937).

Im Herbst 1937 startete der letzte gemeinsame Film von Lamač und Ondra in den Kinos: "Der Scheidungsgrund" (CZ/DE), mit Paul Hörbiger in der männlichen Hauptrolle. Die Produktionsbedingungen für Lamač wurden schwieriger. Er drehte noch ein paar Filme in Deutschland und Österreich, unter anderem "Pat und Patachon im Paradies" (AT 1937) und "Frühlingsluft" (1938), bevor er 1938 in die Tschechoslowakei zurückkehrte. Dort inszenierte er binnen kurzer Zeit mehrere Filme, darunter die populäre Verwechslungskomödie "U pokladny stál" ("Er stand an der Kasse", 1939).

Nach der deutschen Annexion von Böhmen und Mähren im Jahr 1939 emigrierte er zusammen mit Otto Heller in die Niederlande, wo die beiden die Gruselkomödie "De spooktrein" ("Der Geisterzug", NL 1939) drehten. Von dort flüchtete Lamač nach dem Ausbruch des Zweiten Weltkriegs über Frankreich nach Großbritannien. Für das britische Militär realisierte er Propagandadokumentationen gegen die Nazis, konnte aber für mehrere Jahre kein Kinoprojekt auf die Beine stellen.

1943 entstand schließlich die Satire "Schweik's New Adventures", in der der Titelheld über die Nazis triumphieren durfte. Mit dem Liebesabenteuer "It Happened One Sunday" (1943) und dem Zweiter-Weltkriegs-Agentenfilm "They Met in the Dark" ("Spionagering M", 1943) drehte Lamačs zweite weitere Filme in England. 1947 kehrte er nach Frankreich zurück, wo er die Liebeskomödie "Une nuit à Tabarin" ("Eine Nacht im Tabarin", 1947) realisierte. Anschließend ging er für einige Jahre nach New York (USA) und forschte in den Bereichen Farbfilm und Fernsehtechnik.

Zurück in Deutschland, drehte er 1952 seinen letzten Film: "Die Diebin von Bagdad", ein Schlagerfilm mit Sonja Ziemann und Rudolf Prack in den Hauptrollen. Noch im gleichen Jahr, am 2. August 1952, starb Karel Lamač im Alter von nur 57 Jahren in Hamburg; je nach Quelle wird als Ursache ein Schlaganfall oder eine schwere Erkrankung von Leber und Nieren genannt. Sein inzwischen aufgelöstes Grab befand sich auf dem Hamburger Friedhof Ohlsdorf.