Отец Карла Вальтера, Август Теодор Альберт Вальтер, был литейщиком. Его мать, Розали Вильгельмин Амали Пистор,  была дочерью Уильяма Пистора и происходила из семьи оружейников Писторов. Карл Вальтер учился у оружейника Виллибальда Бартельмеса, а затем у Альбина Шнайдера. Он работал над изготовлением винтовок Маузера для компании Jopp в Целла-Мехлисе. Осенью 1886 года он открыл собственный оружейный магазин в Целла-Мехлис и вскоре нанял дополнительных рабочих, чтобы удовлетворить спрос на сделанные им спортивные винтовки. В 1888 году он женился на Минне Джорджине Пикерт, дочери производителя револьвера Кристиана Фридриха Пикерта, и у них было пять сыновей. В 1903 году, после того как трое его сыновей пришли в фирму, основное внимание было уделено производству пистолетов. Фриц Вальтер взял на себя управление фирмой после смерти своего отца в 1915 году.