Wagner Károly 1830. október 8-án született Máramaros vármegyében, Aknasugatagon (ma: Ocna Sugatag, Románia). Édesapja kincstári alerdészként dolgozott; a szülői házból hozta magával a természet, az erdő iránti vonzalmát. Középiskolai tanulmányait jeles tanulóként Szatmáron (ma: Satu Mare, Románia) végezte. 1850 októberében a selmecbányai (ma: Banská Stiavnica, Szlovákia) Bányászati és Erdészeti Akadémiára iratkozott be, mégpedig bányászhallgatónak. A bányászati tárgyak tanulását befejezve végighallgatta az erdészeti tanfolyamot, és 1855-ben kincstári erdészjelölt lett.
Miután 1856-ban letette az erdészeti államvizsgát, a következő évben erdészgyakornokká léptették elő. 1858 elején a „regényes fekvésű” Dobrocsra (ma: Dobroč, Szlovákia) került kincstári erdésznek.
1859. február 1-jén kinevezték a selmeci akadémiára adjunktusnak. Mivel csak két erdészeti tanár volt abban az időben Selmecen, a tárgyak felét ő adta elő, s egyben vezette az úgynevezett kis gyakorlatokat is. Egyik diákjának visszaemlékezése szerint ilyen gyakorlat alkalmával Kisiblyén, az akadémia gyakorlati területén, a hely legmagasabb pontján állva vetette fel Wagner hallgatói előtt a magyar erdészeti szaknyelv, és az ennek alapján álló erdészeti irodalom megteremtésének az ügyét. Ez a cél, melyről Kisiblyén nyilatkozott először nyilvánosan, vezérelte Wagner Károlyt egész pályáján.
Az erdészeti szaknyelv magyar kifejezéseinek a megalkotása és a szakirodalom létrehozása az 1850-60-as években egyre sürgetőbbé vált. A szabadságharc leverését követően nemcsak az osztrák erdészeti törvényeket terjesztették ki Magyarországra, hanem osztrák és cseh erdőtiszteket neveztek ki az erdők kezelésére. Részint ennek ellenhatásaként is, a magyar anyanyelvű, -érzelmű erdészek közül Roxer Vilmos, Neuszidler János és különösen Divald Adolf többször indítványozta az erdészeti terminológia magyar nyelven történő kidolgozását. Divald neve azután összefonódik Wagnerével. Kettejük együttműködésére kedvező hatással volt az is, hogy jellemük szerencsésen kiegészítette egymást. Divald volt a tettrekészebb, harciasabb, míg Wagner a körültekintőbb, a mérsékeltebb. Közös munkájuk első eredménye az 1862-ben meginduló „Erdőszeti Lapok”. Szerkesztője és kiadója Wagner Károly volt, akinek működése a továbbiakban elválaszthatatlan ettől a laptól.
Alig adták ki az „Erdőszeti Lapok” első füzeteit, a magyar törekvések ellenzői elkezdték felszámolni a szerkesztőséget. Divaldot (ő volt a főszerkesztő) Stájerországba helyezték át, Wagner pedig 1864 nyarán Nagybányára (ma: Baia Mare, Románia) került. Az ottani főerdészi, erdőrendezői beosztást 1866-ig töltötte be, majd a keszthelyi Országos Gazdászati és Erdészeti Tanintézet tanára lett. Ugyanebben az évben a hazai erdészek egyesületi életében döntő változás történt.
1866. december 9-én megalakult az Országos Erdészeti Egyesület (OEE), és az egyesület második alelnökévé Wagner Károlyt választották. Az egyesületi célok között szerepelt: "Tűzzük ki az erdészeti tudományok magyar nyelven való művelésének lobogóját!". Ehhez mindenekelőtt az „Erdészeti Lapok” első évfolyamában már felhívás útján meghirdetett erdészeti műszótár kiadását kellett meggyorsítani. Wagner Károly jórészt már 1862-re összeállította az erdészeti szakszavak gyűjteményét német nyelven. Ezt szétküldték az ország különböző részeire szakembereknek, természet- és nyelvtudósoknak. Válasz csak csekély számban érkezett vissza, ezért főleg a saját maguk által magyarosított kifejezésekből számítva arra, hogy a nem szerencsés szavakat, meghatározásokat a használat során felváltják jobbra, összeállt a szótár. 1868-ban Pesten jelent meg a „Magyar-német és német-magyar erdészeti műszótár. Szerkesztették s kiadják Divald Adolf és Wagner Károly”.
A szótár kiadását az országban végbemenő politikai változások sürgették. 1867-ben, a kiegyezést követően minden állami erdőhivatalban magyar lett a szolgálati nyelv. A Bányászati és Erdészeti Akadémián 1867-ben a megüresedett erdészeti tanári állást ennek a szellemében hirdették meg: „A pályázóknak a magyar nyelvet tökéletesen bírniok kell.” A pályázók közül a selmeci tanári kar „egyhangúlag, egyesegyedül Wagner Károly . . . keszthelyi erdészeti tanárt ajánlotta a pénzügyminisztériumnak”. A döntésben első selmeci tanárkodásán kívül (a könyvtárt is ő kezelte akkor, és a botanikus kert bővítése fűződött még a nevéhez) főleg az a tekintély játszott szerepet, melyet Wagner az Erdészeti Lapok révén, valamint az OEE létrehozásában szerzett magának.
1867 nyarán kidolgozta Wagner a magyar nyelvű erdészeti (és bányászati) szakoktatás teljes dokumentációját. Nem voltak azonban olyan tanárok, akik a követelményeknek megfeleltek volna. Ősszel azután - Wagner javaslata alapján - kineveztek egy helyettes tanárt és három tanársegédet. Ugyanakkor az erdészeti irodalom is terebélyesedett: a rendszeresen megjelenő Erdészeti Lapokon kívül már 1871-ben két erdészeti tárgyú művet vehettek kezükbe a hallgatók és az egész magyar erdésztársadalom. Lázár Jakab „Erdészeti kézikönyv” és Illés Nándor „Erdőtenyésztéstan” című munkáit. Később pedig évről évre jelentek meg az erdészeti résztudományok könyvei. Ezek nem egyszerű magyarításai a hasonló témájú idegen nyelvű (jórészt német) műveknek, hanem a magyarországi viszonyoknak megfelelő, az itt folyó erdőgazdálkodási tevékenységről szóló könyvek voltak.
Wagner Selmecen erdőbecsléstant, erdészeti hozamszámítástant, földméréstant és erdészeti irodalomtörténetet adott elő, valamint a két első tantárgyhoz tartozó gyakorlatokat is vezette. Az oktatástól azonban újból immár véglegesen meg kellett válnia. 1871. január 7-én kinevezték (főerdőtanácsosi ranggal) a Pénzügyminisztérium erdészeti osztályának vezetőjévé.
Hivatali munkáját leginkább a készülő erdészeti törvény gondjai terhelték. Wagner azt akarta, hogy a törvényben a szakmai célokat a legmesszebbmenőkig vegyék figyelembe, ugyanakkor az olyan lehetőségeket biztosítson az erdőbirtokosoknak is, ami nem riasztja el őket a törvény elfogadásától. A szakmai célokat és azok elérésének eszközeit a Divald által már az 1860-as években kidolgozott törvénytervezet jelentős részben tartalmazta. Ennek a módosítása, több oldalról való megtárgyalása évekig tartott. Végre az első korszerű erdőtörvény 1879-ben, a XXXI. törvénycikkben jelent meg (Rc 48.421). A sok vita, készülődés után ez Wagner sikerét is jelentette. Az 1879. XXXI. t.c. nemzetközi összehasonlításban is jelentősnek mondható. 1935-ig volt érvényben, tehát több mint fél évszázadon át képezte az erdőgazdálkodás alapját Magyarországon. Legfontosabb rendelkezései a következők: A véderdőknek (azaz, „melyek magasabb hegyek kőgörgetegjein, havasok fennsíkjain vagy hegytetőkön és gerinczeken, meredek hegyoldalakon és ezek lejtőin, hegyomlások, kő- és hógörgeteg és vízmosások támadásának és terjedésének megakadályozására szolgálnak”) a futóhomokon és az ún. feltétlen erdőtalajon álló erdőknek a fenntartását rendelte el. (Feltétlen erdőtalajnak azt a területet mondták, amely csak erdővel hoz tartós jövedelmet.) Ezt azzal biztosította, hogy egyrészt a véderdőkben nemcsak megtiltotta az irtást és a tarvágást, hanem a hatóság által jóváhagyott terv szerinti erdőkezelést is előírta, másrészt a futóhomokon és a feltétlen erdőtalajon álló erdőkben az irtást tiltotta meg. A feltétlen erdőtalajokra hat éven belüli felújítási kötelezettséget írtak elő.
A törvény birtokosok szerint is csoportosította az erdőket, és ennek alapján más-más előírást tartalmazott. A korlátolt vagy kötött forgalmú erdőket (ide tartoztak az állami, városi, közbirtokossági stb. erdők), függetlenül attól, hogy milyen talajon tenyésztek, üzemterv szerint kellett kezelni, amíg azokat fel nem osztották. Ez az utóbbi rendelkezés sok helyen (például a Székelyföldön) a közös erdők felosztásához vezetett, hiszen a magánerdőkben sokkal szabadabban lehetett gazdálkodni, és mert ez volt a végső cél, főleg fakitermelést végezni. A magán erdőket csak akkor érintették a törvény tiltó, szabályozó rendelkezései, ha azok feltétlen erdőtalajon álltak, illetve védelmi funkciót láttak el. A magyarországi erdőknek így is 87,3 százaléka esett a törvényben szabályozott gazdálkodási kötelezettség alá. A hiányosságok ellenére a törvény teljesítette mindazokat a feladatokat, amelyeket a korabeli erdőgazdálkodás megkövetelt. Gátat emelt az erdőirtások, a fahasználat korlátlan növelése elé. Elrendelte a kopár- és futóhomok területek állami segéllyel való beerdősítését, létrehozta az úgynevezett Erdei Alapot és biztosította az erdészeti szolgálat kiépítését. Az erdőtörvényre felépülő korszerű magyar erdőgazdálkodás megteremtését azonban Wagner már nem tudta elvégezni.
1879. december 21-én Budapesten elhunyt Wagner Károly.
A következő évben az Erdészeti Lapok első számának valamennyi oldalát gyászkerettel nyomtatták, és így jelentették be a halálát: „Leírhatatlanul nagy a mi veszteségünk. Szomorú volt a mi karácsonyunk 1879-ben, és vigasz nélküli a mi újévünk is; mert kidőlt közülünk a hazafiságban elöljáró, ítéletben elfogulatlan, tanácsban bölcs és tudományban gazdag vezér!” (dr. Oroszi Sándor)