Dopo aver conseguito il dottorato di ricerca presso la University of California, Los Angeles, Karen Lang è entrata a far parte del Dipartimento di Storia dell'Arte della University of Southern California, dove è stata promossa a professore associato (con cattedra). Trasferitasi nel Regno Unito nel 2011, ha proseguito la sua carriera come assistente di arte moderna e contemporanea presso l'Università di Warwick, dove è stata promossa a professore. Dal 2019 ha intrapreso la carriera di storica dell'arte indipendente, pubblicando e curando la mostra Philip Guston: Locating the Image per l'Ashmolean Museum of Art and Archaeology di Oxford.

Karen Lang è stata vicepresidente del comitato scientifico del gruppo di ricerca internazionale Bilderfahrzeuge: Warburg's Legacy and the Future of Iconography, un progetto che ha coinvolto il Warburg Institute di Londra e gli Istituti di Storia dell'Arte di Germania, Italia e Francia.
Karen è nota anche per il suo lavoro di redattrice, dai memorabili articoli che ha creato come caporedattore di The Art Bulletin a Field Notes on the Visual Arts: Seventy-Five Short Essays, fino al suo ruolo di fondatrice della rivista internazionale ad accesso libero 21: Inquiries into Art, History, and the Visual - Beiträge zur Kunstgeschichte und visuellen Kultur.  

È membro della Royal Society of Arts.