Nel territorio fra quatro fiumi - Korana, Kupa, Mrežnica i Dobra in forma di stella essagonale, suddivisa in 24 blocchi regolari,nel 16.secolo fu costruita come la città rinascimentale ideale.Per difendersi dagli attachi dei conquistattori Turchi, il 13 di luglio del 1579 fu iniziata la costruzione della fortezza di Karlovac. Questo accade sul possedimento della famiglia nobile Zrinski situata ai piedi della citta vecchia di Dubovec. La costruzzione fu condotta da un' famoso costruttore di allora Martin Gambon.

Il nome stesso di Karlovac ( Carlstadt) la città ha preso in onore del suo fondatore,l'arciduca austriaco Carlo di Absburgo. La fortezza è una verra gemma delle arti di costruzione e fortificazione di quell'epoca .Vengono costruite anche le mura e bastioni ed al interno della fortezza,proprio in centro geometrico del nucleo storico di città vecchia, inizialmente furono costruiti edifici militari e sacrali.

E cosi' nella piazza centrale rinascimentale gia nell'anno 1580. fu costruita la chiesa originale di Santissima Trinità .
Nel corso del 16. i 17. sec. la fortezza e l'esercito dominavano la città che pian piano cambiava il suo aspetto. Essa veniva minacciata dalle aluvioni,devastata dagli incendi.Il grande fuoco del 1594. distrusse la città intera. A Karlovac scoppiarono alcune epidemie di peste , tra le quali la più grave fu quella del 1773., quando la città perse quasi metà dei suoi abitanti.
I Turchi assediassero Karlovac per ben sette volte, senza riuscire a conquistarla. L'ultimo assediamento da Turchi Ottomani fu eseguito nel 1672. Fortezza di Karlovac, trovandosi sul terreno allagato e ristretto,lentamente ma inevitabilmente perdeva la sua battaglia contro il tempo. Gia nei primi decenni del 18.sec si stavano cercando le soluzioni al di fuori dei suoi confini territoriali. Inizia il rinnovamento delle mura e dei bastioni di vecchia fortezza rinascimentale ed anche la costruzione di case in materiali più solidi, che saranno resistenti al fuoco.

La città di Karlovac,costruita come il baluardo contro i Turchi, era sotto l'amministrazione militare . Rigide regole imposte dai militari frenavano lo sviluppo economico della città perche rendevano impossibile lo sviluppo libero delle attività di commercio e l'artigianato
Insodisfatti della loro posizione limitata, i cittadini della Karlovac chiesero alla regina Maria Teresia di proclamare Karlovac citta libera e di installare l'amministrazione civile. In seguito alle frequenti richieste a Karlovac, il 6. del dicembre del 1693. godine fu insediato il Magistrato con l'autoamministrazione limitata.

Comunque è diventato evidente subito che questa autoamministrazione limitata e questa dipendenza da amministrazione militare sta limitando lo sviluppo del artigianato ed il commercio, non solo per quanto riguarda i cittadini della Karlovac ma anche loro soci d'affari e persone provenienti dalle altre parti della Monarchia. Percio, i cittadini della Karlovac hanno continuato ad insistere sul fatto che Maria Teresia deve escludere la Karlovac dalla amministrazione militare e proclamarla città libera e regale.

Solo dopo le richieste pluriennali dei cittadini di Karlovac, nel corso della seduta svoltasi il 25.febbraio del 1770,l'Assemblea Croata ha chiesto la restituzione del Litorale Croato alla Croazia e la proclamazione di città di Karlovac città libera e regale riunita con la Croazia civile.

Successivamente alle lunge discussioni, la regina Maria Teresia e con il suo condono del 9. di agosto del 1776. ha deciso che la città e il porto di Fiume, insieme ai beni della camera di Buccari che si trovano sul lato destro della Via Carolingia, vanno restituiti al Regno della Croazia e che per queste zone si deve fondare la Contea di Severin. Con lo steso condono e stato deciso che alla Karlovac si concede la posizione di città libera e regale.

Contea di Severin fu costituita il 5. settembre del anno 1777. Fu nominata anche la commissione reale che doveva sia il Karlovac sia le zone della nuova contea consegnare alle autorità civili della città. Lavori furono affidati al governatore di Fiume e zupano di nuova contea di Severin, Josip Majlath de Szekhely, Nikola Škrlec Lomnički ed al generale Bassen.

Selezione del Primo costituzionale Magistrato Civico (municipio) fu eseguita il 18. di febbraio del 1778. godine. In quella occasione i sudetti Josip Majlath de Szekhely e Nikola Škrlec Lomnički ideassero il primo "Statuto" relativo alla struttura interna dell' amministrazione municipale.

Col tempo, la città che stava crescendo sviluppandosi, interuppe le relazioni con le autorità militari. Commercio prese vita e l'artigianato stava per espandere.
Nell'anno 1763. fu eletto il primo magistrato della città, e due anni dopo fu fondato il Ginnasio di Karlovac. L'imperatrice Maria Teresia proclamò Karlovac la citta regale e libera, e l'imperatore Giuseppe II. nel 1781.ha pubblicò la Carta dei Privileggi della città libera reale con lo stemma .

Nel 18. secolo ed anche nel gran parte del 19. sec. Karlovac diventerà la più importante città commerciale tra l'Adriatico e Regione danubiana. Furono costruite le  le strade: Via Carolingi Karlovac - Rijeka, Via Giuseppiniana Karlovac - Senj e Via Luisiana Karlovac - Rijeka.

Verso la fine del 18. secolo,Karlovac ha vissuto la sua prima "età d'oro" di crescita economica, ed intorno alla metà del 19. secolo la sua seconda “età d'oro" con il fiorire del traffico fluviale sul Kupa.
All' inizio del 20. sec. Karlovac - prendendo in considerazione il numero dei abitanti e il potenziale economico- era sul terzo posto in Croazia.
Periodo tra 1941. - 1945. era tra i più difficili nella storia della città. Nel dopoguerra, il grande flusso della popolazione rurale sta creando il nuovo viso della città.
Nel 20. secolo la città dei artigiani si trasformò in città dell'industria e del guadagno economico , in citta dei avvenimenti sociali,politici ed culturali.
Nel corso della Guerra Patriotica le vittime sono state numerose e la città ha subito un danno enorme,particolarmente le zone meridionali.