Karl Dietrich wurde 1927 in Wachstedt/Eichsfeld (Thüringen) geboren.

Nach dem Abitur und der Kriegsgefangenschaft begann er 1947 mit dem Studium an der Friedrich Schiller-Universität Jena (Musikwissenschaft, Harmonielehre und Kontrapunkt) sowie an der Hochschule für Musik „Franz Liszt“ in Weimar (Musikpädagogik, Komposition und Tonsatz, Klavier-und Orgelimprovisation, Partiturspiel, Chor- und Orchesterdirigieren).

Ab 1951 war Karl Dietrich als Dozent für Musiktheorie, Gehörbildung und Partiturspiel in alten und neuen Schlüsseln an der Franz-Liszt Hochschule Weimar tätig, wo er 1984 zum Professor berufen wurde und die Leitung der Abteilung Komposition/Tonsatz übernahm.

Er war Vorsitzender der Sektion Sinfonik im Komponistenverband Thüringen und Mitglied des Vorstandes des Verbandes der Komponisten Berlin. Nach seiner Emeritierung 1992 wurde er Ehrenmitglied des neuen Komponisten-Landesverbandes Thüringen, dessen Entstehung er als erstes Gründungsmitglied förderte.
Für sein kompositorisches Schaffen erhielt Karl Dietrich verschiedene Kunstpreise. Er ist verzeichnet im Handbuch „Komponisten der Gegenwart“, Berlin, 2000 sowie im „International who`s who in music“, IBC Cambridge

Karl Dietrichs umfangreiches Werk erstreckt sich neben kammer- und kirchenmusikalischen Arbeiten auf acht Sinfonien. Hierzu gehört die 1982 uraufgeführte 4. Sinfonie "contra bellum" (Gegen den Krieg) nach dem c.f. von Balthasar Resinarius "Verleih uns Frieden, gnädiglich" (Schallplatte 1985, SSO Gotha, MD L. Seyfarth). Bereits 1986 komponierte Karl Dietrich seine 5. Sinfonie "Die Weimarische" nach einem Gedicht von Friedrich Schiller "Die Größe der Welt".
Damals wurde sie jedoch als politisch inkompatibel bzw. dekadent beurteilt und deshalb erst 2004 im Abschlusskonzert der 5. Weimarer Frühjahrstage für zeitgenössische Musik uraufgeführt (Staatskapelle Weimar, Peter Hirsch). Anlässlich der 1250-Jahrfeier der Stadt Erfurt wurde 1992 die 7. Sinfonie "Sinfonia Erfordia” uraufgeführt (CD, Philharmonisches Orchester Erfurt, GMD Rögner).

Die 8. Sinfonie "Porträt eines Schauspielers" in memoriam Conrad Ekhof wurde anlässlich des 350- jährigen Jubiläums des Landes-sinfonieorchesters Gotha im Jahr 2001 uraufgeführt (Rundfunkaufnahme des MDR-Kultur mit der Thüringen-Philharmonie Gotha-Suhl, Chefdirigent H. Breuer).

Zu den Konzerten von Karl Dietrich zählen unter anderen "Dramatische Szenen" für drei Flöteninstrumente (Werner Tast, Soloflötist der Komischen Oper Berlin, Philharmonie Erfurt, GMD Nissen, Schallplatte 1985, Rundfunk-sinfonieorchester Leipzig, GMD Kegel, 1976 Verlag Neue Musik Berlin), die 1974 uraufgeführt wurden, sowie das “Konzert für Cello und Orchester" (Hans-Joachim Scheitzbach, Solocellist der Deutschen Staatsoper Berlin, SSO Gotha, MD L. Seyfarth), das 1983 uraufgeführt wurde.

Nationale und internationale Aufmerksamkeit erregte Karl Dietrich mit zwei heiteren Opern, "die ihren Weg auf unseren Musiktheaterbühnen machen" (Prof. Dr. sc. phil. Gerd Schönfelder).