• Dzimis 1936. gada 3. martā skolotāju ģimenē.
• 1963. gadā ieguvis augstāko izglītību.
• No 1971. -1976. gadam mācījies LELB Teoloģijas seminārā.
• 1976. gada septembrī ordinēts mācītāja amatā. Tūlīt pēc ordinācijas sācis strādāt Rīgas Lutera draudzē, kur kalpojis līdz pat ievēlēšanai par arhibīskapu.
• Kopš 1981. gada strādājis arī par Konsistorijas sekretāru - kancleru.
• 1986. gadā ieguvis teoloģijas maģistra grādu par darbu vispārīgajā salīdzināmajā reliģiju vēsturē. Vairākus gadus bijis Teoloģijas semināra salīdzināmās reliģiju vēstures katedras vadītājs un Teoloģijas semināra profesors.
• Iesaistījies LELB mācītāju atmodas kustībā „Atdzimšana un atjaunošanās”, kuras mērķis bija panākt Baznīcai demokrātisku darbības apstākļus, kā arī atdzimšanu Baznīcas iekšienē.
• 1989. gada 12. aprīlī XIV Latvijas Sinodē Rīgā tika ievēlēts par arhibīskapu.
• 1992. gada aprīlī XV Latvijas Sinodē Kārli Gailīti ievēlēja par arhibīskapu atkārtoti.

Arhibīskaps Kārlis Gailītis gāja bojā autokatastrofā 1992. gada 22. novembrī, steidzoties uz Mirušo piemiņas dienas dievkalpojumu Sabilē.