Károlyi Sándor 1989-ben született Münchenben. Édesapja magyar, anyja svájci, ő maga Münchenben, Genfben és Bécsben nevelkedett. Jelenleg visszatérő vendégkarmesterként Magyarországon a MÁV Szimfonikus Zenekarral és az Alba Regia Szimfonikus Zenekarral dolgozik, ezenkívül a németországi Pommerfeldben a Collegium Musicum Zenekar dirigense. A Verbier Fesztivál Kamarazenekarnál, a Manchester Cameratánál, a Budapesti Fesztiválzenekarnál és az Orchestre de Dijon-Bourgogne együttesénél Takács-Nagy Gábor mellett másodkarmesteri pozíciót tölt be.

2008-ban Piero Bellugi irányításával Firenzében folytatott karmesteri tanulmányokat. 2009 és 2016 között Bécsben tanult; itt szerezte kitüntetéses alap-és mesterdiplomáját is, előbbit a Konzervatóriumban (Georg Mark professzor tanítványaként), utóbbit a Bécsi Zene- és Előadóművészeti Egyetemen (Johannes Wildner vezetésével). Mariss Jansons ajánlotta Sophie Rachlin figyelmébe, akitől szintén dirigálást tanult.

Tanulmányai ideje alatt az ismert Wiener Singverein kórusban énekelt, illetve a kórus zenei vezetője volt, Johannes Prinz asszisztenseként számos program megvalósításában részt vett. Ezek közé tartozott az oroszországi és a japán koncertkörút, ahol Mozart, Beethoven-, Schubert- és Honegger-műveket adtak elő. 2012-ben és 2013-ban közreműködött a Salzburgi Fesztiválon történő fellépés megszervezésében is, ahol Gustav Mahler II. és VIII. szimfóniájának előadásában vettek részt. Guido Mancusi asszisztenseként korrepetítorként is dolgozott, karmesterként pedig Johann Strauss A denevér című művének, Mozart Cosí fan tutte című operájának és a Figaro házasságának előadásaiban közreműködött, melykre a schönbrunni kastély színházában és a svájci Schaffhausenben került sor. Ingo Metzmacher mellett részt vett Wagner A Rajna kincse című operájának előadásában is a genfi operaház színpadán.

2014-től 2016-ig a bécsi művészeti életben fontos szerepet játszó ifjúsági zenekar, az Akademisches Symphonie Orchester Wien (ASO Wien) zeneigazgatói pozícióját töltötte be. Emellett a Bécsi Rádiózenekar, a Szlovák Filharmonikus Zenekar, az Orquesta de Cordoba, a Proarte Orchester, a kons.sinfonie.orchester, a Győri Filharmonikus Zenekar, a Schönbrunn Orchestra Vienna és a Wiener Singverein dirigenseként dolgozott. Ő vezényelte Johannes Berauer egyik darabjának ősbemutatóját is a Bécsi Filharmonikusokkal a Musikverein falai között. Tervei között szerepel az Orchestre de Dijon-Bourgogne másodkarmesteri posztjának megpályázása az év februárjában, és ismét szeretné felvenni a munkakapcsolatot a németországi Pommersfeldenben működő Collegium Musicummal.