Historyk średniowiecza, profesor nauk humanistycznych, członek Polskiej Akademii Nauk, dysydent i więzień polityczny, jeden z liderów opozycji demokratycznej w okresie Polskiej Rzeczypospolitej Ludowej, wielokrotnie więziony i internowany, w sumie w więzieniu spędził ponad 8 lat.
Urodził się w 1937 r. w Moskwie. W 1945 r. wraz z rodziną przybył do Polski. Kiedy miał dwa lata, jego matka związała się z Zygmuntem Modzelewskim, polskim działaczem komunistycznym, ministrem spraw zagranicznych w latach 1947–1951 i członkiem Rady Państwa w latach 1952–1954. Karol Modzelewski był jego przybranym synem.
Maturę zdał w XIV Liceum Ogólnokształcącym im. Klementa Gottwalda w Warszawie, studiował historię w Uniwersytecie Warszawskim, gdzie poznał m.in. Jacka Kuronia, z którym aktywnie działał w 1956 roku, angażując się w studencki ruch rewizjonistyczny. Po ukończeniu studiów magisterskich podjął studia doktoranckie.
W marcu 1957 r. wstąpił do Polskiej Zjednoczonej Partii Robotniczej. Siedem lat później wraz z Jackiem Kuroniem zostali wyrzuceni z partii i w odpowiedzi napisali „List otwarty do partii”, za co Karol Modzelewski został skazany na 3.5 roku więzienia. Z więzienia wyszedł po blisko 2,5 roku.
W 1968 r. zaangażowany w wydarzenia marcowe za co został skazany na 3,5 roku więzienia. Wyszedł w 1971 r. i wrócił do pracy naukowej w Instytucie Historii Kultury Materialnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu. Obronił pracę doktorską, a niedługo później otrzymał stopień doktora habilitowanego.
W 1980 r. wstąpił do NSZZ „Solidarność”. Był pomysłodawcą nazwy związku. Działał w prezydium dolnośląskiego MKZ oraz prezydium zarządu regionu i w Krajowej Komisji Porozumiewawczej, został też pierwszym rzecznikiem prasowym związku. Dwa lata później ponownie aresztowany pod zarzutem próby obalenia ustroju PRL. W 1984 r., zwolniono go na mocy amnestii.
Po upadku PRL podjął pracę w Instytucie Historii PAN. Pracował w Uniwersytecie Wrocławskim i Uniwersytecie Warszawskim. Wykładał także w paryskiej École des Hautes Études en Sciences Sociales, w Collège de France i na rzymskim uniwersytecie La Sapienza. W latach 1989–1991 był senatorem I kadencji.
Był m.in. kawalerem orderu Orła Białego, francuskiej Legii Honorowej V klasy. Był laureatem m.in.: Nagrody Literackiej „Nike" (za autobiografię Zajeździmy kobyłę historii. Wyznania poobijanego jeźdźca) i Nagrody Historycznej im. Kazimierza Moczarskiego.
Na temat jego działalności politycznej ukazało się w "Kulturze" kilkadziesiąt materiałów, sam w "Zeszytach Historycznych" opublikował kilka artykułów.
W 1992 r. został laureatem Nagrody publicystycznej im. Juliusza Mieroszewskiego przyznawanej przez Instytut Literacki.
W 1995 r. w "Kulturze" ukazał się wywiad z Karolem Modzelewskim (Aureliusz M. Pędziwol: Stan wojenny bis? - rozmowa z Karolem Modzelewskim, Kultura 1995/03/570)
Wybrane publikacje:
