India első Formula-1-es pilótája 1977. január 14-én született a soknemzetiségű ország déli részén, tamil családban. A világ azon táján szokatlan, autóversenyzés iránti érdeklődése apja révén lángolt fel benne, aki hétszeres győztese volt a regionális jelentőségű Dél-Indiai Ralinak. Ő maga azonban többre vágyott: országa első F1-es pilótája akart lenni, ennek érdekében pedig a megszokottól is jóval hosszabb és körülményesebb utat kellett bejárnia, éveken át ingázva ázsiai és európai versenysorozatok között.
Először akkor tudott igazán feltűnést kelteni, amikor 1999-ben a brit F3-ban megszerezte a Carlin első futamgyőzelmét. A következő években a kor feltörekvő tehetségei között tartották számon és 2001-ben meg is kapta első F1-es tesztlehetőségeit a Jaguarral és a Jordannel. A csúcskategóriába való fellépés azonban nem jött össze könnyen, így más utánpótlás-szériákban, mint a Formula Nipponban és a Nissan World Seriesben csiszolta tovább tehetségét, utóbbiban győzelmeket is szerezve.
2005-ben aztán eljött számára a nagy áttörés pillanata, amikor 28 évesen leigazolta őt a Jordan - ebben pedig nagy szerepe volt a benne lehetőséget látó Colin Kollesnak, aki bekerült a csapat vezetőségébe, mialatt a Midland éppen felvásárolni készült az istállót Eddie Jordantől. A csapat azonban ekkorra már elveszítette korábbi fényét, így Karthikeyan Tiago Monteiróval az oldalán csak a Minardikat tudta következetesen legyőzni. Mégis dobogóesélyekkel kecsegtetett egyikük számára a csak a Bridgestone partnercsapatai által lezavart azévi USA Nagydíj, ahol a csapattársa által legyőzött indiainak a 4. hellyel kellett beérnie. Persze ez maradt magasan legjobb helyezése és egyetlen pontszerzése (teljes mezőnyben sohasem végzett feljebb a 11. pozíciónál), év végén pedig el is vesztette ülését. Bár tesztpilótai posztra leigazolta őt a Williams, ez is csak egy évig tartott, és úgy tűnt, hamar véget is ért számára a fáradságos munkával megvalósított F1-es álom.
A következő éveket különféle sorozatok között ingázva múlatta. Győzelmeket szerzett a mindig is kényszerpályának számító A1GP-ben és a Superleague Formulában, kipróbálta magát a NASCAR-ban és 2009-ben a Le Mans-on is elindult volna Kolles csapatával, ha nem húzza meg a karját pár órával a rajt előtt, miközben át akar ugrani a bokszutca falán - sérülése miatt azonban az orvosok eltanácsolták őt a részvételtől.
2011-ben aztán varázslatos F1-es visszatérést mutatott be, ismét csak Kollesnak köszönhetően, aki azóta a sereghajtó HRT vezetője lett. Volt azonban az ő kapcsolatuknál is hatalmasabb erő, méghozzá a Red Bull, akik a szezon második felére tanulócélzattal beültették a HRT-be Daniel Ricciardót, így az indiainak onnantól félre kellett állnia - noha legalább hazai futamán rajthoz állhatott abban az évben.
Ricciardo eltűnésével 2012-re Karthikeyan ismét ott volt a rajtrácson, ám ezúttal is csak a HRT hattyúdalához tudott asszisztálni az utolsó rajtsorból, az év végén ugyanis a csapat csődbe jutott és végleg bezárta kapuit.
Bár már a 40-es évei felé közeledett, nem volt megállás karrierjében, hiszen újabb sorozatok vártak felfedezésre. 2013-ban győzelmeket szerzett és a bajnoki címért harcolt az AutoGP-ben, ahol végül 4. lett az év végi összesítésben, 2014-től pedig visszatért Japán elsőszámú formaautós sorozatába, a Super Formulába. Itt autopolisi balesete lett szezonjának mélypontja, amelyet követően hátfájdalmai még hónapokig gyötörték, de versenyeket ennek ellenére sem hagyott ki.
Kétségtelen, hogy Narain Karthikeyan jelenlétével nem bolygatta fel a Formula-1 állóvizét, és más sorozatokban is csak részsikereket ért el, de mindenképp kulcsszerepet játszott abban, hogy felébressze a motorsportok iránti szenvedélyt az indiaiakban, aminek hatásai igen gyorsan meg is mutatkoztak: 2008-ban a Force India révén saját csapata is lett az országnak, 2011-ben pedig az első Indiai Nagydíjat is megrendezték.
