Karel Stepanek débute au cinéma en 1928 (son unique film muet), participant jusqu'en 1940 à trente films, majoritairement allemands -- hormis un film franco-allemand de
Julien Duvivier sorti en 1932, Allô Berlin ? Ici Paris !, et un film tchèque en 1937 --, le dernier sorti en 1941 (voir la filmographie ci-dessous).
En 1940, avec la Seconde Guerre mondiale, il se réfugie en Angleterre où il s'installe définitivement. Il tourne alors quarante-neuf films, de 1942 à 1971, principalement britanniques (plus quelques films américains -- ex. : L'Affaire de Trinidad en 1952 -- ou des co-productions). Un de ses plus connus est le film de guerre
Coulez le Bismarck !, sorti en 1960 et dépeignant les opérations contre le Bismarck en 1941, où il interprète l'Amiral Günther Lütjens, mort au combat.
À la télévision, Karel Stepanek apparaît dans dix-huit séries, entre 1951 et 1967, ainsi que dans un téléfilm allemand en 1963 (après la guerre, il fera à nouveau quelques incursions en Allemagne, au cinéma et à la télévision).
Enfin, au théâtre, il joue en Angleterre, à Londres principalement, dès 1941. En outre, il fait une unique apparition à Broadway (New York) en 1957, dans la pièce L'Affaire Makropoulos de son compatriote Karel Capek (objet de l'opéra éponyme d'un autre compatriote, Leos Janácek).
Au Royaume-Uni et aux États-Unis (comme en Allemagne déjà), il est généralement crédité "Karel Stepanek" (et très occasionnellement, "Karl Stepanek" ou "Carl Stepanek"), sans l'accentuation de son nom d'origine (Karel Stepánek).