NK Karlovac 1919 baštini više od stoljeća nogometne tradicije, obilježene promjenama imena, velikim sportskim uspjesima, teškim razdobljima i povratkom na nacionalnu nogometnu scenu.
Klub je osnovan u ožujku 1919. godine pod imenom NK Borac. Već sljedeće godine mijenja ime u Nogometni sportski klub Karlovac.
Početkom Drugoga svjetskog rata klubovi Karlovac, Viktorija i Primorac udružili su se u Športski klub Velebit. Nakon rata, 1946. godine, Velebit mijenja ime u Fiskulturno društvo Udarnik, a 1948. godine u Sportsko društvo Slavija. Pod tim imenom klub djeluje sve do 1954. godine, kada ponovno postaje NK Karlovac.
Godine 1938. klub je od karlovačkih obrtnika dobio na korištenje stadion u Senjskoj ulici. Na njemu je igrao sve do 1975. godine, kada se preselio na novi stadion na desnoj obali rijeke Korane.
Od 1946. godine do osamostaljenja Republike Hrvatske 1991. godine NK Karlovac u dva je navrata nastupao u drugom stupnju nogometnog natjecanja tadašnje države. U Drugoj ligi igrao je od 1962. do 1964. te od 1969. do 1977. godine.
Među najznačajnijim rezultatima iz toga razdoblja posebno se ističe sezona 1987./88., kada je Karlovac uvjerljivo osvojio Hrvatsku ligu ispred Varteksa iz Varaždina i Radnika iz Velike Gorice.
Unatoč prvom mjestu, Karlovac je za plasman u Međurepubličku ligu morao igrati kvalifikacije protiv Radnika, dok je Varteks izravni plasman izborio ždrijebom. Karlovac je prvu utakmicu na domaćem terenu dobio rezultatom 3:0, ali je u uzvratu u Velikoj Gorici poražen istim rezultatom. Nakon izvođenja kaznenih udaraca u viši stupanj natjecanja prošao je Radnik.
Nakon osnivanja hrvatskih nogometnih liga Karlovčani su očekivali da će u sezoni 1992./93. dobiti prvoligaša, osobito zato što se o sastavu Prve HNL djelomično odlučivalo administrativnim putem.
Karlovac ipak nije stekao prvoligaški status, iako su pojedini klubovi koji su prethodnu sezonu završili iza njega, poput Segeste, odlukama za zelenim stolom izborili izravan ulazak u Prvu HNL.
Od sezone 1992./93. klub je dugo nastupao u različitim skupinama Treće i Druge HNL. U Drugu HNL vratio se 2005. godine, ali se u tom stupnju natjecanja zadržao samo jednu sezonu.
Na kraju sezone 2006./07. Uprava NK Karlovca za trenera je imenovala Igora Pamića. Tim potezom započelo je jedno od najuspješnijih razdoblja u povijesti kluba.
U sezoni 2007./08. Karlovac je uvjerljivo osvojio prvo mjesto u Trećoj HNL – Zapad i izborio ulazak u Drugu HNL. Klub je zatim sastavio respektabilnu momčad koja je nakon samo jedne drugoligaške sezone ostvarila povijesni plasman u Prvu HNL.
Prvoligaški status osiguran je čak šest kola prije završetka sezone 2008./09.
U svojoj prvoj prvoligaškoj sezoni, u ligi sa 16 klubova, NK Karlovac osvojio je izvrsno peto mjesto. Istodobno je bio treći najgledaniji domaćin lige, s prosjekom većim od 3.500 gledatelja po utakmici.
U sezoni 2010./11. klub je zauzeo šesto mjesto, ali su se već tada počele pojavljivati organizacijske i upravljačke poteškoće. Nakon izbora za predsjednika Hrvatskog nogometnog saveza krajem 2010. godine u klubu dolazi do kadrovskih i političkih previranja, a početkom 2011. godine završena je i suradnja s trenerom Igorom Pamićem.
Karlovac je u Prvoj HNL nastupao i u sezoni 2011./12. Budući da se liga smanjivala sa 16 na 12 klubova, Karlovac je sezonu završio na 15. mjestu. Klub nije dobio licencu za daljnje nastupanje u Prvoj HNL te je ispao u Drugu HNL.
U ljeto 2012. godine, nakon ispadanja iz Prve HNL i dugotrajnog lošeg upravljanja, klub odustaje od natjecanja u Drugoj HNL, a NK Karlovac prestaje djelovati.
Ipak, već istoga ljeta skupina entuzijasta i zaljubljenika u nogomet i karlovačku nogometnu tradiciju osniva novi klub pod imenom NK Karlovac 1919. Klub svoj novi put započinje u Prvoj županijskoj nogometnoj ligi.
Od 2012. godine NK Karlovac 1919 natjecao se u županijskom rangu, Međužupanijskoj ligi i Trećoj HNL – Središte Zagreb.
U listopadu 2020. godine formirana je nova Uprava kluba, koja je postavila jasan cilj – povratak NK Karlovca 1919 u više razrede hrvatskog nogometa.
Po završetku sezone 2021./22. klub se, nakon dvije kvalifikacijske utakmice protiv NK Zadra, vratio na nacionalnu nogometnu scenu i izborio nastup u Drugoj NL, trećem stupnju hrvatskog nogometa.
U Drugoj NL klub se zadržao dvije sezone, a ostvarenim plasmanom stekao je pravo da od sezone 2025./26. nastupa u Prvoj NL, drugom stupnju hrvatskog nogometa.
Više od stoljeća nakon osnutka, NK Karlovac 1919 nastavlja graditi svoju povijest, oslanjajući se na bogatu tradiciju, vjernost svojih navijača i ambiciju povratka u sam vrh hrvatskog nogometa.