Wiesbaden'de Kätherose Derr olarak doğan Karin Dor, okulda oyunculuk ve bale eğitimi aldı ve filmlerde figüran olarak oynamaya başladı. Çekici kızıl saçlı oyuncu, Avusturyalı yönetmen Harald Reinl (1954 yılında ilk kocası oldu) üzerinde silinmez bir etki bıraktı ve bu da daha yüksek profilli rollere giden yolu açtı. İlk önemli çıkışı Reinl'in melodramı Der schweigende Engel'de (1954) oldu. Karin daha sonra, asi üniversite öğrencilerini konu alan Ihre große Prüfung (1954) adlı sınıf dramasında başrolü paylaştı. Kariyerinin ilk döneminde savaş ve dönem dramalarında (Solange du lebst (1955)), Heimatfilmlerinde (Almenrausch und Edelweiß (1957)) ve operetlerde (Im weissen Rössl (1960)) iyi kızları, özellikle de geniş gözlü genç kızları, masum kurbanları ve çeşitli saf gençleri oynadı.1960'a gelindiğinde, daha göz alıcı, kıvrak ve şehvetli bir Karin, Edgar Wallace filmlerinde (Der grüne Bogenschütze (1961) ile başlayan) ve her zaman Reinl tarafından yönetilen ve Tarzan oyuncusu Lex Barker ile birlikte rol aldığı bir dizi Karl May Avrupa westerninde (Die unsichtbaren Krallen des Dr. Mabuse (1962) dahil olmak üzere diğer suç/bilimkurgu serileri için de aynı derecede başarılı olduğu kanıtlanan bir kombinasyon) kadın kahramanlar olarak daha sulu rollere mezun oldu. Bu filmlerin birçoğu sadece sınırlı sayıda gösterime girdi ve Almanya dışında nadiren sergilendi. Karin sonunda bir başka Wallace/Reinl filmi olan Zimmer 13'te (1964) acımasız bir ustura kullanan patolojik bir seri katili canlandırarak klişeleşmiş rolünü kırmayı başardı ve -tam bir hız değişikliği için- destansı 'Die Nibelungen' (yine Reinl tarafından yönetilen) filminin iki bölümlük çekiminde Brunhilde'yi canlandırdı. Uluslararası cazibesinin artmasıyla, bir İngiliz-Batı Alman ortak yapımı olan Ajan A-S-3 Dr. Fumançu'da (1965) kötü adam tarafından tehdit edilen bir bilim adamının kızı rolünde göründü. Ardından, İnsan İki Kere Yaşar'da (1967) J.B.'yi ortadan kaldırmadaki başarısızlığı süper kötü Blofeld (Donald Pleasence) tarafından pirana dolu bir havuza atılmasıyla sonuçlanan bir SPECTRE ajanı olan Helga Brandt (nam-ı diğer On Bir Numara), erken dönem 'Bond kızı' olarak tartışmasız en iyi bilinen uluslararası rolü oldu. Daha sonra Alfred Hitchcock tarafından Topaz'daki (1969) Kübalı direniş lideri Juanita de Cordoba rolü için görevlendirildi ve karakteri benzer şekilde yapışkan bir sona ulaştı. Karin'in kariyeri, yönetmenin bu nadir gişe sapmasından sonra asla tam olarak toparlanamadı. İngiliz Times gazetesi eleştirmeni ve Hitchcock uzmanı John Russell Taylor filmi "genel olarak düz, farksız ve onun (Hitchcock'un) herhangi bir olumlu ilgi veya katılım belirtisinden yoksun" olarak tanımladı. Topaz'ın ardından Karin'in ekranda görünmesi seyrekleşti, Amerikan suç programlarındaki birkaç konuk oyunculuk dışında, ardından da uyumsuz gerilim filmi Warhead'de (1977) başarısız bir uzun metrajlı filme dönüş denemesi yaptı. Son olarak Alman televizyonunda Rosamunde Pilcher'in (1993) birkaç bölümünde görüldü. Karin'in üçüncü kocası aktör ve dublör George Robotham 2007 yılında vefat etmiştir.