Dzimis 1829. gada 14. novembrī Lestenē luterāņu mācītāja Kārļa Hermaņa Kupfera (1797–1860) un Henrietes Andrea ģimenē.
1848.-1854. gadā studēja medicīnu Tērbatas universitātē.
1854.-1855. gadā strādāja par ārstu Kurzemē.
1855.-1858. gadā bija prorektora palīgs Tērbatas universitātes Anatomijas institūtā, papildinājās Vīnē, Berlīnē un Getingenē.
1858.-1865. gadā pirmais prozektors un ārkārtas profesors Tērbatas universitātes Anatomijas institūtā.
1866.-1867. gadā atklāja aknu "zvaigžņveida šūnas" (vēlāk tika sauktas par Kupfera šūnām) sava habilititācijas darba ietvaros Ķīles universitātē.
1867.-1872. gadā bija histoloģijas un anatomijas profesors Ķīles universitātē.
1872.-1874. gadā pildīja Tērbatas universitātes rektora amata pienākumus.
1875.-1880. gadā anatomijas, embrioloģijas un salīdzinošās anatomijas katedras vadītājs Kēnigsbergas universitātē Austrumprūsijā. Pētījis filozofa Imanuela Kanta galvaskausu.
1880.-1901. gadā histoloģijas un embrioloģijas profesors Minhenes universitātē. Bavārijas Zinātņu akadēmijas loceklis (1881), ieguvis bruņinieka titulu Karl Wilhelm Ritter von Kupffer (1889).
Aprakstījis kuņģa dziedzeru šūnu inervāciju ar nervu fibrillām. Atklājis aknu "zvaigžņveida šūnas", kas viņa vārdā tiek sauktas par "Kupfera zvaigžņveida šūnām". Ar īpašas krāsošanas metodes palīdzību parādījis žults kapilāru eksistenci aknās. Viens no modernās embrioloģijas pamatlicējiem, veicis salīdzinošus pētījumus par zivju un putnu embriju attīstību.
De medulla spinalis textura in ranis ratione imprimis habita indolis substantiae cinereae, medicīnas doktora disertācija Tērbatas universitātē (1854)
Untersuchungen über die Textur des Rückenmarks und die Entwicklung seiner Formelemente, Leipciga (1857)
De embryogenesi apud chironomos observationes, Diss. pro venia legendi, Ķīles universitāte (1866)
Beobachtungen über die Entwicklung der Knochenfische, Arch Mikroskop Anat 4 (1868) 209–272
Das Verhältnis der Drüsennerven zu Drüsenzellen, Arch Mikroskop Anat 9 (1873) 387–395
Über Differenzierung des Protoplasmas an den Zellen tierischer Gewebe, Schr. d. naturwiss. Ver. f. Schleswig-Holstein (1875) 229–242
Über Sternzellen der Leber, Arch Mikroskop Anat 12 (1876) 353–358
Immanuel Kants Schädel (kopā ar F. Bessel-Hagen), Kēnigsberga (1880)
Über den Nachweis der Gallenkapillaren und spezifischen Fasern in den Leberläppchen durch Färbung, Sitzungsber. d. Ges. f. Morphol. u. Physiol. 5 (1889) 82–86
Über Sternzellen der Leber, Anat Anz 14 (1898) (Ergänzungsh.) 80–86
Über die sog. Sternzellen der Säugetierleber, Arch Mikroskop Anat Entwicklungsgeschichte 54 (1899) 254–288
Erhart Kahle: Kupffer, Karl von. In: Histor. Komm. b. d. Bayer. Akad. d. Wiss. (Hrsg.), Neue Deutsche Biographie, 13. Bd., Berlin 1982, S. 319
Julius Pagel (Hrsg.): Biographisches Lexikon hervorragender Ärzte des 19. Jahrhunderts. Berlin 1901, S. 930–931
August Hirsch (Hrsg.): Biographisches Lexikon der hervorragenden Ärzte aller Zeiten und Völker. Berlin 1929–1934, Bd. 3, S. 634–635
Rückert: Zum 70. Geburtstage Karl v. Kupffers. Münchn Med Wschr 46 (1899) 1539
Karl v. Bardeleben: Carl Wilhelm v. Kupffer. Dtsch Med Wschr 29 (1903) 58
Carl Voit, In: Sitzungsber. d. math.-physikal. Klasse d. Kgl. Bayer. Akad d. Wiss. 33 (1903) 492–512
Chronik d. Ludwig-Maximilians-Universität München. München 1903, S. 9–12
Gottfried Egerer: Personalbibliographie von Professoren und Dozenten der Anatomie an der Medizinischen Fakultät der Universität München im ungefähren Zeitraum von 1879–1945. Diss. Erlangen-Nürnberg 1970