Sammen med sine brødre Ole og Christian Paus etablerte han i 1881 Den Norske Hesteskosømfabrik, og som ble en av Christianias større industribedrifter. Firmaet kjøpte i 1885 det tidligere Foss Spinderi av Thorvald Meyer og medeiere og hadde fabrikkanlegg i Thorvald Meyers gate 1 ved Akerselven; «Hønse-Lovisas hus» (Sandakerveien 2) hørte også til fabrikkanlegget. Firmaet var medlem av Akerselvens Brugseierforening. I 1883 åpnet firmaet filial i London og bygget fabrikk i Hamburg. Han hadde den tekniske ledelsen i 37 år. Per 1889 hadde firmaet 158 ansatte i Christiania. I 1916 ble Den Norske Hesteskosømfabrik omdannet til et aksjeselskap med en aksjekapital på en million kroner; selskapet annonserte samtidig at det aktet å utvide bedriften og bygge elektrisk smelteverk for stål. I 1917 var Karl L. Paus og nevøen Thorleif Paus direksjonsmedlemmer i Christiania Staalværk. Karl L. Paus trakk seg ut av ledelsen i Den Norske Hesteskosømfabrik i 1918. Den Norske Hesteskosømfabrik endret navn til A/S Den norske Hesteskofabrik i 1925; i 1926 ble virksomheten og maskinene solgt til Sarpsborg-firmaet De forenede norske hesteskofabrikker, mens eiendommene ved Akerselven ble tatt i bruk til andre formål.