Карл Бош родился 27 августа 1874 г. в Кёльне в семье мелкого предпринимателя. По желанию отца Карл Бош должен был изучать не химию, а металлургию и машиностроение. На одном из металлургических заводов в Силезии он начал знакомиться с различными областями металлургии. В 1894 г. Карл Бош поступил в Высшую техническую школу в Шарлоттенбурге, но вскоре в нем пробудилась сильная тяга к изучению химии. Кроме лекций для студентов-металлургов Карл Бош стал посещать лекции по неорганической, органической и технической химии. Но особенно его интересовала физическая химия, и уже в 1896 г. он перешел на работу во вновь созданный центр этой науки в Лейпциге. Там в 1898 г. он подготовил к защите под руководством И. Вислиценуса докторскую диссертацию, посвященную изучению свойств органических соединений. После недолгой работы в должности ассистента Бош в 1899 г. стал химиком на предприятии компании «Баденские анилиновые и содовые фабрики» (БАСФ).
Перед ним Книч поставил задачу проверить предложенный Оствальдом способ каталитического получения аммиака из азота и водорода с использованием железа как катализатора. Бош доказал, что предложенный Оствальдом способ основан на неправильных экспериментальных данных. По распоряжению дирекции БАСФ Бош продолжил исследования синтеза соединений азота. К этой работе был подключен и А. Митташ. С 1908 по 1913 г. Бош на основании принадлежащего БАСФ патента Габера разрабатывал технические основы промышленного способа получения аммиака. По окончании первой мировой войны Бош изучал проведение в промышленном масштабе процесса гидрирования угля под высоким давлением по методу Бергиуса. Совместно с последним Карл Бош был удостоен в 1931 г. звания лауреата Нобелевской премии по химии в признание его заслуг «в разработке и развитии методов проведения химических реакций под высоким давлением».
Однако Бош вошел в историю химической промышленности не только как ученый, разработавший научно-технические основы многотоннажных промышленных производств. Он оказал большое влияние на образование «Имперского концерна по производству красителей» в 1925 г. и на бурный рост его промышленного потенциала.
В 1911 г. Карл Бош был доверенным лицом БАСФ на переговорах в Берлине с представителями фабрики по производству красителей по методу Байера в Леверкузене и компании «Акционерное общество заводов по производству красителей и анилина»; целью переговоров было объединение усилий этих фирм. Это явилось первым шагом на пути, который впоследствии привел к созданию «Имперского акционерного общества по производству красителей» (ИГ-концерну). В 1916 г. Карл Бош стал полноправным членом правления БАСФ. Уже в то время начались переговоры о дальнейшей монополизации химической промышленности в Германии. 18 августа 1916 г. было основано Общество содействия германской промышленности красителей из каменноугольной смолы. В структуре общества нашла отражение большая, чем ранее, концентрация власти монополий в германской промышленности.