Narodil se 24. prosince 1918 v živnostenské rodině v Praze jako jediné dítě. Otec pracoval jako řezník, matka byla v domácnosti. Obecnou školu navštěvoval v Praze-Holešovicích a gymnázium v Praze-Libni. Rodinné prostředí bylo spíš nábožensky vlažné, otec si dokonce vysloveně nepřál, aby v době studia v nižších ročnících gymnázia ještě navštěvoval výuku náboženství, a odhlásil ho z ní. V sedmnácti letech prožil hlubokou konverzi po vyslechnutí kázání jezuity P. Kruse v kostele sv. Ignáce v Praze, kterého pak dále navštěvoval, a rozhodl se pro kněžství. Otec si však přál, aby se syn stal lékařem. Proto šel po maturitě v roce 1937 studovat medicínu na Lékařskou fakultu UK a doufal, že po ukončení medicíny půjde na teologii. Přes dramatický konflikt s otcem se rozhodl v létě 1939 ukončit studia medicíny a od září nastoupil do kněžského semináře v Praze. V září 1940 ho kardinál Karel Kašpar poslal se dvěma dalšími bohoslovci do Říma. Studoval na Lateránské univerzitě – dva roky filosofii a čtyři roky teologii, a dosáhl zde akademického titulu ThLic. Bydlel na československé papežské koleji Nepomucenum v Římě. Na kněze byl vysvěcen 17. března 1945 v Lateránské bazilice arcibiskupem Tagliou. V květnu 1945 se vrátil do vlasti a nastoupil jako kaplan ve farnosti Dolní Bělá u Plzně. V červnu 1946 byl požádán arcibiskupem Josefem Beranem, aby se stal prefektem v nově otevíraném konviktu v Příbrami. V konviktu měl na starosti výchovu a vzdělávání adeptů kněžství ve věku 11–17 let. Rovněž učil náboženství na gymnáziu v Příbrami. Po zrušení konviktu v říjnu 1949 se pokusil vytvořit improvizovaný konvikt na faře v Sedlci a posílat tyto studenty na gymnázium do Sedlčan. Vzhledem k permanentnímu ztrpčování života studentům ze strany ředitele sedlčanského gymnázia raději tento „minikonvikt“ zrušili a poslali studenty domů. P. Pilík se poté stal kaplanem v Příbrami u kostela sv. Jakuba, ale už 2. listopadu 1950 byl přesunut církevním tajemníkem do pohraničí – Horních Sekyřan u Plzně. Poté co odmítl církevnímu tajemníkovi podepsat rezoluci odsuzující „zrádné“ slovenské biskupy Gojdiče a Vojtaššáka, kteří byli souzeni, uprchl v lednu 1951 ze Sekyřan a začal se ukrývat. Skrýval se téměř dva roky, a to v Polabí u rodiny jednoho žáka z konviktu a u známých v jižních Čechách. I v ilegalitě se věnoval výchově asi deseti bývalých studentů konviktu, psal jim dopisy a udržoval s nimi kontakt. Spolu se studentem Jaroslavem Vrbenským chystal jejich převedení na studia do Říma. Jaroslav Vrbenský navázal kontakt s převaděči, kteří byli ve skutečnosti spolupracovníky StB. Dne 18. srpna 1952 byl P. Pilík při informační schůzce s převaděči v Brně zatčen a vyšetřován ve vazbě v Ostravě. Zde byl přiřazen ke skupině duchovních P. A. Bradny, který se ukrýval u sester boromejek v Novém Jičíně, P. B. Koláře z Roudnice a P. A. Lanči z Nového Jičína. Ke skupině byli přiřazeni i někteří studenti a řeholní setry z Nového Jičína. Dne 25. června 1953 byl P. K. Pilík odsouzen Krajským soudem v Ostravě v jedenáctičlenné skupině Bradna a spol. za velezradu na dvanáct let, P. Bradna dostal patnáct let, Jaroslav Vrbenský dvanáct let a P. Kolář deset let. Verdikt soudu komentoval v soudní síni slovy, že jej přijímá jako nespravedlivý trest, coby svou oběť pro náboženské a duchovní znovuzrození našeho národa, a odpouští všem, kteří toto utrpení způsobili. Byl vězněn v Leopoldově, kde vázal konopná povřísla, dral peří, loupal cibuli či česnek nebo látal pytle. Také se zúčastňoval skrytého církevního života: přednášek, sloužení mší. V roce 1958 byl převezen do Valdic, kde byl zaměstnán v brusírně skla. Na svobodu byl propuštěn na amnestii v květnu 1960 a následně pracoval jako skladník v národním podniku Drobné zboží v Praze ve skladu hraček. I v této době se snažil skrytě kněžsky působit – navštěvoval rodiny známých a pomáhal jim s výchovou dětí. Časem se zapojil i do aktivit s mládeží a organizování tajných duchovních obnov, většinou po chatách. V době politického uvolnění v roce 1968 se mohl vrátit do duchovní správy – byl jmenován farářem u kostela sv. Cyrila a Metoděje v Praze-Karlíně, kde působil dvaadvacet let. Zaměřoval se především na pastoraci mládeže a stal se jedním z poradců arcibiskupa Tomáška, především v oblasti kněžského dorostu, mládeže a také mu pomáhal s formulováním pastýřských listů. V roce 1968 se během cesty do Itálie setkal se spiritualitou Hnutí Fokoláre a stal se jedním z jeho spoluzakladatelů v Československu. Díky němu se začalo toto hnutí dynamicky rozvíjet mezi kněžími i laiky. V 70. letech byl dále sledován StB, vyslýchán a jinak perzekuován. V 80. letech organizoval náboženská setkávání skupin mládeže na Mníšecku. Po pádu komunistického režimu byl 4. října 1990 jmenován sídelním kanovníkem u kapituly Všech svatých na Pražském hradě a téhož roku se stal rektorem obnoveného kněžského semináře v Praze-Dejvicích. V letech 1994–1995 působil jako rektor české koleje Nepomucenum v Římě, odkud se musel ze zdravotních důvodů vrátit do Prahy. V 90. letech vedl četné exercicie, rekolekce a přednášky pro kněze, řeholníky i laiky. Pracoval také jako notář na pražském arcibiskupství a pravidelně sloužil bohoslužby v kapli sv. Vojtěcha v Praze na Žižkově. V 90. letech obdržel od papeže Jana Pavla II. čestný titul monsignore a prelát Jeho Svatosti, v roce 2002 mu prezident Václav Havel udělil státní vyznamenání Medaili za zásluhy I. stupně. Mons. Karel Pilík zemřel 1. dubna 2007 v Praze.