Pocházel ze starobylé rakouské šlechty, narodil se ve Vídni jako jediný syn vlivného diplomata Jana Rudolfa Buol-Schauensteina (1763–1834). Karl od roku 1816 působil v diplomatických službách, začínal jaké atašé ve Florencii, další posty zastával v Hannoveru, Kasselu, Paříži, Londýně a Petrohradě. Do funkce zplnomocněného vyslance byl jmenován poprvé v roce 1830, kdy se stal vyslancem v Hesensku (1830–1837), následně byl vyslancem ve Württemberském království (1837–1844). Poté byl přeložen do Itálie, kde byl v letech 1844–1848 vyslancem v Sardinském království, do roku 1847 zároveň diplomatickým zástupcem pro Parmu. V listopadu 1848 byl jmenován velvyslancem v Petrohradě, kde úspěšně splnil úkol vyjednat ruskou vojenskou podporu při potlačení uherské revoluce v roce 1849. V této době se stal blízkým spolupracovníkem ministra zahraničí prince Felixe Schwarzenberga, kterého doprovázel na mezinárodní kongresy v Olomouci (1850) a Drážďanech (1851). V prosinci 1851 byl jmenován rakouským velvyslancem ve Velké Británii, kde však setrval jen čtyři měsíce.