Den hellige Karl av Sezze ble født som Giovanni Carlo (Giancarlo) Marchioni (eller Melchiori) den 19. oktober 1613 i Sezze sørøst for Roma i Italia. Han kom fra en beskjeden familie og var en tungnem elev på skolen, slik at han knapt lærte å lese og skrive. Dette gjorde at han ikke kunne studere til prest, slik foreldrene ønsket, og i stedet ble han gjeter. Som 16-åring avla han i 1629 privat løfte om evig kyskhet og bestemte seg for å gå i kloster.
Den 18. mai 1635 ble han opptatt som legbror i fransiskanerordenens observantgren (Ordo Fratrum Minorum Observantiae - OFMObs) i deres kloster San Francesco i Nazzano, og i henhold til fransiskanernes skikk ble han kjent som Karl av Sezze. Et år senere avla han løftene. Han kunne ikke bli prest på grunn av sin manglende skolegang, og på grunn av sin helse kunne han ikke reise utenlands som misjonær, så han tjente som kokk, portner og gartner i en rekke fransiskanerklostre i området rundt Roma. Til 1640 levde han i følgende klostre: Santa Maria Seconda i Morlupo, Santa Maria delle Grazie i Ponticelli, San Francesco i Palestrina, San Pietro i Carpineto Romano, San Pietro i Montorio og San Francesco a Ripa i Roma. I sistnevnte kloster bodde han resten av livet bortsett fra kortere opphold i San Giovanni Battista al Piglio og San Francesco i Castelgandolfo.
Han engasjerte seg i et stadig mer omfattende karitativt arbeid. Han utviklet også usedvanlige evner når det gjaldt menneskekunnskap, og den enkle legmannen ble rådspurt om gyldigheten av religiøse opplevelser, og det av personer fra alle nivåer i Kirken, fra paver og nedover. Han opptrådte som rådgiver ved en kjetterprosess og en helligkåringsprosess. Pave Klemens IX (1667-69) kalte ham til sitt dødsleie for å bli velsignet. Han skal ha forutsagt pontifikatene til Alexander VII (1655-67) og Klemens IX (1667-69), men også til Klemens X (1670-76) og Klemens XI (1700-21), som ble paver først etter hans død.
Til tross for sine dårlige resultater på skolen ble han en betydelig åndelig forfatter. Ved siden av en omfattende korrespondanse skrev han flere andaktsbøker som utmerket seg for sin enkelhet, en kvalitet som har fått merkelappen «serafisk», og en Kristus-sentrert kjærlighet til Gud. Han ble også pålagt å skrive en selvbiografi, noe han bare gjorde av lydighet, og den ble utgitt i anledning hans helligkåringer.
Karl ble kjent for sin hellighet, enkelhet og barmhjertighet. Han hadde mange mystiske opplevelser. Det fortelles han en morgen i oktober 1648 var til stede ved messen i kirken San Giuseppe a Capo le Case, og under elevasjonen av den hellige hostien kom det en lysstråle fra den og gjennomboret hans hjerte, og den etterlot seg et synlig sår. Han levde et liv med store botsøvelser og han skal også ha gjort mange mirakler, fra helbredelser til mangfoldiggjøring av mat. I 1656 arbeidet han heroisk for å hjelpe dem som var rammet av pesten.
Han fikk en dødelig sykdom og døde den 6. januar 1670 i klosteret San Francesco a Ripa i Roma, 56 år gammel. Etter hans død viste det seg et sår på brystet hans, noe som Rituskongregasjonen erklærte som et mirakuløst stigma som viste såret etter lansen i Kristi side (eller merket etter lysstrålen fra hostien). Det ble omhyggelig målt opp og kommentert, og bevisene sirkulerte på trykk. 110 år etter at hans dyder ble anerkjent ble han saligkåret den 22. januar 1882 (dokumentet (Breve) var datert den 1. oktober 1881) av pave Leo XIII (1878-1903) og helligkåret den 12. april 1959 av den salige pave Johannes XXIII (1958-63). Hans minnedag er 7. januar, men dødsdagen 6. januar nevnes også, det gjør også 5., 18. og 19. januar. Hans navn står i Martyrologium Romanum under dødsdagen 6. januar.
Hans legeme kledd i munkekutte har man etter 1882 kunnet se i alteret i Cappella della Pietà o Mattei di San Francesco d'Assisi i Ripa Grande. Hans hjerte er i samme kirke, i et relikvar i Santuario di San Francesco.