Karel Šimůnek se narodil 31. srpna 1869 v Berouně do rodiny drážního inženýra Karla Šimůnka. Studoval na pražské Malířské akademii u profesora M. Pirnera a V. Brožíka. V roce 1898 úspěšně absolvoval studium a nadále se vzdělával na soukromé škole F. Engelmüllera. Od roku 1890 do 1908 externě navrhoval kostýmy a divadelní plakáty pro pražské Národní divadlo, přičemž vytvořil kostýmy k operám Carmen, Rusalka, Lohengrin, Don Giovanni a činohře Macbeth. V listopadu 1901 se oženil s Jindřiškou Laubeovou.

V letech 1908-1910 zastával pozici šéfa výpravy v Divadle na Vinohradech, kde vytvořil desítku scénických výprav. Po dalších pěti letech působil jako kurátor Topičova salonu. Karel Šimůnek byl český akademický malíř, grafik, ilustrátor a scénograf.

V oblasti malby a ilustrace se věnoval především tvorbě plakátů, z nichž navrhl přibližně 130, jak doma, tak i v Německu, kde byl dokonce dvakrát oceněn. Rovněž se zabýval drobnou grafikou, například tvorbou exlibris. Byl členem Syndikátu výtvarných umělců československých a SVU Mánes. Karel Šimůnek prezentoval svá díla na řadě výstav v Praze, Brně, Plzni a také v zahraničí, v městech jako Regensburg, Eisenstadt a dalších.

Karel Šimůnek zemřel 19. července 1942 v Praze.