Már gyerekként vonzotta a színház varázslatos világa: bejárt az Erzsébetvárosi Színházba, kannából ivóvizet kínált a nézőknek, s a színészek kifutója lett. A második világháború után Szegedre utazott, elvégezte Lehotay Árpád színiiskoláját és három éven át színészkedett különböző vidéki társulatoknál. Jelentkezett a színművészeti főiskolára, de ott - noha nem ez volt eredeti szándéka - már rendezést tanult. 1953-ban végzett, és a Nemzeti Színház rendezője lett. Később kinevezték a Pécsi Nemzeti Színház igazgatójává, fél év múlva a már a Miskolci Nemzeti Színház főrendezője, majd 1957-től a fővárosi Petőfi, 1958-tól a Vígszínház rendezője volt.
1961-ben lett a Thália Színház főrendezője, munkássága három évtizeden át meghatározta e társulat arculatát. 1972-től 1991-ig igazgatta is a Paulay Ede utcából a Nagymező utcába költözött színházat. Nevéhez fűződik az 1958-ban megalapított és 34 évig működő nyári Körszínház, valamint 1965 és 1992 között fennálló Thália Stúdió beindítása és irányítása. Rendezett klasszikusokat: Arisztophanészt, Shakespeare-t, Racine-t; a "haladó nyugati" drámairodalomból műsorra tűzte Beckettet, Frischt, Hochhuthot; de az új magyar színműveknek is kiemelt helyet biztosított: Fejes Endre - Rozsdatemető, Örkény István - Tóték. (Kazimir érdeme, hogy Örkény színdarabot írt Tóték című kisregényéből.)
A magyar dráma bemutatása nála tudatos program volt: az 1976-1977-es évadban például csak magyar premierekre került sor. De olyan előadások színpadra állítása is a nevéhez fűződik, mint például Osztrovszkij Vihar, Brecht Állítsátok meg Arturo Uit, Thomas Mann Mario és a varázsló, valamint Bulgakov A Mester és Margarita című műve. Egy idő után figyelme az európai színházi értékekről a világirodalom nagy mítoszai felé fordult, drámák helyett epikus alkotásokat, regényadaptációkat mutatott be. Színházi ismeretterjesztésre vállalkozott, amikor - főként a városligeti Körszínházban - megrendezte a Kalevalát, a Rámajánát, a Gilgamest, az Énekek énekét, a Karagözt.
Olyanokkal ismertette meg az ősi eposzokat, akik különben egy sort sem olvastak volna belőlük. Úgy érezte, hogy a magyar színjátszásnak akkor tud a legtöbbet használni, ha kitekintést ad Európából, hogy európaiak lehessünk. Nem törődött azzal, hogy egzotikus darabjai miatt rajta köszörülték nyelvüket a humoristák, ő fontosnak tartotta, amit csinál, küldetéstudata volt. Nem figyelt a "mellékesre", a lényeget akarta megragadni. A társadalomban aktív, politizáló, moralizáló színházat csinált hosszú ideig kitűnően. Megszerzett színházának egy relatív mozgásteret, amelyet felelősségteljesen, tehetségesen használt ki. Aztán az 1980-as évek végén gazdasági okokból kénytelen volt engedni a divatnak, a zenés produkciók bemutatásának.
Beengedte a polgári színház képviselőit is a Tháliába, noha egész addigi életműve annak igazolása, hogy van a színházművészetnek más alternatívája is. 1991-ben egészségi állapotára hivatkozva lemondott a Thália Színház vezetéséről. Abbahagyta a rendezést is, a határon túli magyar nyelvű színházak fiataljaival foglalkozott. Felesége, a népszerű tévébemondó, Takács Mária halála (1997) után már csak kislányának szentelte életét. Operált szíve 1999. december 10-én szűnt meg dobogni.
Kazimir Károly 1959-től tanított a Színház- és Filmművészeti Főiskolán, melynek 1987-től 1990-ig rektora volt. A Magyar Színházművészeti Szövetség főtitkári tisztét 1963 és 1980 között töltötte be. Jászai Mari-díjat kapott 1956-ban és 1962-ben, a Kossuth-díjat 1965-ben, az Érdemes Művész kitüntetést 1970-ben, a Kiváló Művész elismerést pedig 1978-ban kapta meg. Maradandót alkotott színházesztétikai műveivel is, többek közt az 1968-ban született Petőfi a Körszínházban, az 1972-ben írt A népművelő színház, az 1987-es És mi lesz a színházzal?, továbbá az 1998-ban írt Thália örök című munkájával.
