Karol Barth urodził się 10 maja 1886 r. w Bazylei. Jego ojciec, profesor teologii, objął w tym okresie posadę wykładowcy w szkole kaznodziejskiej, która została utworzona 10 lat wcześniej jako wyraz opozycji wobec teologii liberalnej. Jego matka, Anna Katharina, pochodziła z rodziny pastorskiej – była córką księdza oddanego reformowanej ortodoksji. Dziecięce pieśni autorstwa Abela Burckhardta uważał Barth za swoje pierwsze „lekcje teologii”. Swoje wychowanie opisywał później jako realizujące się „w (...) dobrym, chrześcijańskim duchu”. Niezapomnianym przeżyciem z dzieciństwa było dla niego, gdy mając pięć lat po raz pierwszy usłyszał swojego ojca grającego na pianinie fragment "Czarodziejskiego fletu" Mozarta – muzyka tego kompozytora miała mu od tej pory towarzyszyć przez całe życie.
W roku 1889 ojciec Bartha został powołany na wykładowcę dogmatyki, a następnie również historii Kościoła w Bernie, jako następca Adolfa Schlattera. W związku z tym rodzina przeprowadziła się. Karol rozpoczął w tym czasie edukację, która w znacznej części miała wiązać się z tym właśnie miastem. Podczas nauki konfrmacyjnej dowiedział się od ks. Roberta Aeschbachera, że „piękną i dobrą rzeczą jest nie tylko znać i przyjmować wielkie zdania chrześcijańskiego wyznania wiary, ale dogłębnie je rozumieć”. Również wtedy poznał znaczenie kwestii socjalnej.  Lekcje doprowadziły go do decyzji o podjęciu nauki teologii, „nie tyle z myślą o kazaniu, duszpasterzowaniu i tak dalej, ale z nadzieją, że w trakcie studiów osiągnie się, dotychczas zakryte, rzeczowe poznanie wyznania wiary”. Szkołę, do której z resztą chodził bardzo niechętnie, ukończył maturą w roku 1904. W mowie, którą miał wygłosić z tej okazji, przyznał się do tej niechęci bez ogródek.