Alig 23 éves anyja két héttel születése után meghalt, apja pedig, aki tekintélyes építőmester, kőfaragó volt, anyai nagyszüleihez adta Nyergesújfalura. Kernstok itt töltötte gyermekkorát, de elemi és középiskoláit már a fővárosban végezte, tanára volt az irodalomtörténész és esztéta Péterfy Jenő is, akiről egyik legkorábbi ismert rajzát készítette.
Alapfokú művészeti ismeretekre nagybátyja, Kernstok József festőművész, a budapesti Iparrajziskola rajztanára oktatta. 1888-ban beiratkozott az Iparművészeti Iskolába, ám onnan 1891-ben eltanácsolták. Ezután Hollósy Simon müncheni festőiskolájában folytatta tanulmányait, 1893-tól a párizsi Julian Akadémiára járt.
Hazatérve 1896-tól három évig Benczúr Gyula mesteriskoláját látogatta, bár annak akadémikus szelleme távol állt tőle.
1897-től újra Párizsban alkotott, 1900-ban Itáliában utazgatott, és Masolino, Masaccio, id. Pieter Bruegel, valamint Rubens művészetét tanulmányozta. A Műcsarnokban kiállított arcképeivel 1898-ban Ráth György-díjat, majd 1900-ban a Műbarátok Köre ösztöndíját nyerte el.
Eleinte Courbet, Millet és Meunier hatása alatt realista és naturalista képeket festett. Nevezetes ifjúkori munkáját, az Agitátor a gyár kantinjában című négy négyzetméteres képét 1896 végén, 1897 elején festette. Ekkor még „Kernstock” formában jegyezte képeit, vezetékneve írásmódját 1900-tól módosította. E korszakának jelentős képe még a Hajóvontatók (1897) és a Munkából című (1901). 1898-ban unokatestvérétől és későbbi feleségétől, Ujváry Ilonától megszületett fia, ifj. Kernstok Károly, aki szintén festő lett.
Kernstok művészetére a századfordulótól egyre jobban hatott az impresszionizmus, olyan plein air képeket alkotott, mint a Diószedők (1900), a Lányok a tornácon (1902), vagy egyik leghíresebb műve, a Szilvaszedők (1901).
1902-ben megtervezte Léderer Artúr fővárosi házának homlokzati mozaikképeit, amelyeket Róth Miksa készített el (Bajza utca 42., ma Oroszország kereskedelmi képviselete). Ezután egyszerűbben, stilizáltan fejezte ki gondolatait, alakjait félhomályba rejtette (Krisztus és az emmauszi ifjak, 1903). Képein a színek játéka később posztimpresszionista hatásokkal együtt tért vissza (Kertben, 1906).
Képeit bemutatta a MIÉNK (Magyar Impresszionisták és Naturalisták Köre) kiállításain, majd 1907-től a Nyolcak alapító vezetője lett, az új festői törekvések élére állt. A csoport Új képek címmel a Könyves Kálmán Szalonban 1909 végén mutatta be képeit, amelyek a szecesszió, Cézanne, a párizsi Vadak, a kubisták és az expresszionisták stílusjegyeit viselték magukon. Kernstok képei 1910-ben Berlinben, egy év múlva a Nyolcak nemzeti szalonbeli bemutatóján és önálló tárlaton is szerepeltek.
A festő bekapcsolódott a polgári radikálisok, a Társadalomtudományi Társaság és a Galilei Kör tevékenységébe, 1910-től művészetpolitikai, művészetpedagógiai és esztétikai írásokat publikált a Nyugatban és más folyóiratokban.
Nyergesújfalun épített villájában vendégeskedett Ady Endre, Czóbel Béla, Derkovits Gyula, Feszty Árpád, Szőnyi István, Vaszary János, és Jászi Oszkár. Szabadkőművesként 1909-ben megalapította a Március-páholyt, majd öt év múlva az Országos Radikális Párt társalapítójaként, 1918-ban az esztergomi pártszervezet elnökeként is tevékenykedett.
Életműve csúcsának tekinthető a Magyar Nemzeti Galéria gyűjteményében található Lovas kompozíció (Lovasok) című képe 1912-ből, háttérben az esztergomi bazilikával, valamint a budapesti Schiffer-villa (Budapest, Munkácsy Mihály u. 19/B) üvegfestményei (1911), a debreceni vármegyeháza üvegablakai a hét honfoglaló vezér alakjával (1912) és a budapesti Dugonics utcai (ma Vas utcai) fiúiskola tornatermét díszítő Ősvadászok című freskója (1912-13). Az 1910-es években vált jelentőssé grafikai munkássága is, fiúaktokat, lovasokat, rohanó és ágaskodó lovakat rajzolt hangsúlyos kontúrokkal.
Az első világháború alatt festett tájképei, mozaikjai természetközelségéről tanúskodnak. 1918 októberében meggyőződéssel vetette bele magát az őszirózsás forradalomba, a Károlyi Mihály köztársasági elnök vezette Magyar Nemzeti Tanácsban a művészeti ügyek kormánybiztosa lett. Az 1919-es Tanácsköztársaság alatt Budapesten, a Haris közi Szabadiskolában oktatott, a művészi direktórium megbízásából Nyergesújfalun szabad művészeti iskolát indított, növendékei közé tartozott Derkovits Gyula is.
A kommün bukása után börtönbe került, csak művésztársa, Márffy Ödön közbenjárására szabadult ki.
A magyar avantgárd más képviselőivel együtt Kernstok is emigrált, Berlinben telepedett le. 1919-ben fejezte be Zivatar című képét, 1925-ben festette a bukott forradalomra való utalással az Utolsó vacsora címűt, a magyar expresszionista festészet egyik remekét.
1925-ben, az amnesztia és első felesége halála után hazatért, majd egy év múlva újra megnősült. Gyakori vendég volt a Szolnoki Művésztelepen, és tagja lett a Képzőművészek Új Társasága (KÚT) művésztanácsának. Festészetében a zaklatottságot a fanyar egyszerűség váltotta fel (Ádám, 1927; Éva, 1927; Lovasok, 1932). Expresszív, az ókori görög vázafestészet, az etruszk és a kora középkori falképek stílusát ötvöző látásmód jellemzi az 1930-as években készült műveit, mint a Sírbatétel (1934), a Szép Heléna elrablása (1935) vagy az Ádám és Éva (1935). 1928-ban és 1933-ban az Ernst Múzeum gyűjteményes kiállítást rendezett munkáiból.
Kernstok Károly 1940. június 10-én agyvérzésben hunyt el Budapesten. Nyergesújfaluban utca és általános iskola viseli a nevét, szobra az iskola előcsarnokában látható. Felújított villáját 2022-ben adták át.
Borítókép: A százötven éve született Kernstok Károly festőművész (Forrás: Mek.oszk.hu)
