В 2014 году Карл-Аугуст Тиирмаа дебютировал на зимних Олимпийских играх в Сочи. В прыжках с нормального трамплина Тиирма показал 45-й результат, опередив только американца Брайана Флетчера. В лыжной гонке эстонец долгое время шёл последним, но перед самым финишем ему удалось опередить россиянина Евгения Климова. В прыжках с большого трамплина и гонке на 10 км Карл-Аугуст смог удачно выполнить зачётную попытку в прыжках, что позволило ему занять предварительное 21-е место, но после лыжной гонки Тиирмаа опять откатился в конец списка, заняв итоговое 44-е место.