Carl Joseph Anton Mittermaier est le fils du pharmacien Joseph Georg Jakob Mittermaier (1750–1797). Sa mère est la sœur du marin Heinrich Zimmermann(de), qui fait partie de l'équipage de James Cook. Carl Joseph Anton épouse Margarethe, née von Walther en 1796. Ensemble, ils ont six enfants. Parmi sa descendance, on compte le psychiatre Richard von Krafft-Ebing qui est son petit-fils.
Ses études finies, il commence à travailler dans l'enseignement du droit, tout d'abord en tant que Privat-docent puis comme professeur titulaire à partir de 1811 à Landshut et au conseil royal bavarois. En 1819, il devient professeur à l'université de Bonn, puis en 1821 à Heidelberg. Il effectue plusieurs voyages d'étude. Il est également l'éditeur de plusieurs écrits politiques et juridiques dont le Rotteck-Welckerschen Staatslexikons. Il est également un des fondateurs du Deutsche Zeitung avec Karl Mathy et Friedrich Daniel Bassermann.
Il est une figure de proue du libéralisme modérée dans le sud-ouest allemand. À partir de 1829, il est membre de la commission constitutionnelle badoise. Il siège également de 1831 à 1840 puis de 1846 à 1849 dans la chambre basse du parlement badois. Il en est même président de 1833 à 1840[1]. Il participe à la fête de Weinheim en 1832 et à l'assemblée de Heidelberg en 1848.
La maison qu'il achète en 1822, au Karlstraße 8 Heidelberg, est depuis dénommée Palais Mittermaier(de). La maison des parents de Richard von Krafft-Ebing, est un des plus anciens bâtiments baroques de la ville.
↑(de) Für Freiheit und Demokratie. Badische Parlamentsgeschichte 1818–1933. Eine Chronik zur demokratischen Bewegung seit 1818 mit Biographien, historischen Film- und Tonaufnahmen, Wahlergebnissen, Bilddokumenten und einer umfassenden Bibliographie, Karlsruhe, Stadtarchiv Karlsruhe, (ISBN3-9805956-0-9)
↑(de) Heinrich Best et Wilhelm Weege, Biographisches Handbuch der Abgeordneten der Frankfurter Nationalversammlung 1848/49, Dusseldorf, Droste, , 499 p. (ISBN3-7700-0919-3), p. 240
↑(de) Der Orden Pour le Mérite. Für Wissenschaften und Künste. Die Mitglieder des Ordens Band I (1842–1881)., Berlin, Gebr. Mann, , p. 240
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(de) Dagmar Drüll et Rektorat der Ruprecht-Karls-Universität-Heidelberg (dir.), Heidelberger Gelehrtenlexikon 1803-1932, Berlin, Springer, , 324 p. (ISBN978-3-642-70761-2)