Karl Holl studierte Philosophie und Evangelische Theologie am Tübinger Stift. Dort schloss er sich auch der StudentenverbindungNormannia an. Während seines kurzen Vikariats in Württembergpromovierte er zum Dr. phil. und wurde 1891 Repetent am Tübinger Stift. Seit 1894 auf Betreiben Adolf von Harnacks als wissenschaftliche Hilfskraft bei der preußischen Akademie der Wissenschaften tätig, habilitierte er sich 1896 an der Berliner Theologischen Fakultät. 1901 wurde er außerordentlicher Professor für Kirchengeschichte in Tübingen, ab 1906 war er ordentlicher Professor in Berlin an der Friedrich-Wilhelms-Universität. Am 17. Dezember 1914 wurde er ferner als ordentliches Mitglied in die Preußische Akademie der Wissenschaften aufgenommen. Er war zudem von 1912 bis 1926 Ephorus des evangelisch-theologischen Konvikts Johanneum in Berlin. Mit Hans Lietzmann begründete er die noch heute erscheinende Reihe Arbeiten zur Kirchengeschichte. Der Schwerpunkt seiner Forschung lag auf der Herausgabe altchristlicher Texte. Seine Grabstätte befindet sich auf dem Südwestkirchhof Stahnsdorf (Block Trinitatis, Feld 7, Wahlstelle 152/153).[1]
Enthusiasmus und Bußgewalt beim griechischen Mönchtum, und Studium zu Symeon der Neuen Theologen, 1898
Fragmente vornicänischer Kirchenväter aus den Sacra Parallela, 1899
Amphilochius von Ikonium in seinem Verhältnis zu den großen Kappadoziern, 1904
Die geist. Übungen des Ignatius von Loyola. Eine psychologische Studie, 1905
Die Rechtfertigungslehre im Licht der Geschichte des Protestantismus, 1906
Was hat die Rechtfertigungslehre dem modernen Menschen zu sagen?, 1907
Der Modernismus, 1908
Johannes Calvin, Rede zur Feier der 400. Wiederkehr des Geburtstages Calvins, 1909
Die handschriftliche Überlieferung des Epiphanius, 1910
Thomas Chalmers und die Anfänge der kirchlich-sozialen Bewegung, 1913
Der Kirchenbegriff des Paulus in seinem Verhältnis zu dem der Urgemeinde, 1921
Gesammelte Aufsätze zur Kirchengeschichte I.: Luther (1. Was verstand Luther unter Religion? 2. Rechtfertigungslehre in Luthers Vorlesung über den Römerbrief mit besonderer Rücksicht auf die Frage der Heilsgewißheit. 3. Der Neubau der Sittlichkeit. 4. Die Entstehung von Luthers Kirchenbegriff. 5. Luther und das landesherrliche Kirchenregiment. 6. Luthers Urteile über sich selbst. 7. Luther und die Schwärmer. 8. Die Kulturbedeutung der Reformation 9. Luthers Bedeutung für den Fortschritt der Auslegungskunst), 1921
Augustins innere Entwicklung, 1923
Urchristentum und Religionsgeschichte, 1924
Die Entstehung der vier Fastenzeiten in der griechischen Kirche, 1924
Christliche Reden, 1926
Gesammelte Aufsätze zur Kirchengeschichte II.: Der Osten, 1927/28
Gesammelte Aufsätze zur Kirchengeschichte III.: Der Westen, 1928
Heinrich Assel: Der andere Aufbruch. Die Lutherrenaissance – Ursprünge, Aporien und Wege: Karl Holl, Emanuel Hirsch, Rudolf Hermann (1910–1935) (= Forschungen zur systematischen und ökumenischen Theologie; Bd. 72). Göttingen 1994.
Gregory A. Walter: Karl Holl (1866–1926) and the recovery of promise in Luther. In: Lutheran Quarterly 25 (2011), S. 398–413.
Martin Otto: Karl Holl. In: Maria Magdalena Rückert (Hrsg.): Württembergische Biographien unter Einbeziehung hohenzollerischer Persönlichkeiten. Band III. Im Auftrag der Kommission für geschichtliche Landeskunde in Baden-Württemberg. Kohlhammer, Stuttgart 2017, ISBN 978-3-17-033572-1, S. 100–106.