Dal 1960 Lennartz ha studiato storia, geografia, storia dell'arte e pedagogia nelle università di Bonn, Göttingen, Colonia e ancora Bonn. Nel 1968 ha conseguito il dottorato in geografia storica a Bonn. Dal 1967 al 1980 è stato prima assistente, poi docente presso l'Università pedagogica della Renania a Bonn e Colonia. La sua abilitazione in storia dello sport è avvenuta presso l'Università tedesca dello Sport di Colonia, in cui dal 1980 fino al suo ritiro nel 2005 Karl Lennartz ha lavorato come docente universitario. Dal 1989 al 2005 è stato direttore dell'archivio Carl e Lieselott Diem. Fu anche visiting professor presso l'Università del Peloponneso e l'Università dello sport di Pechino.
I suoi principali interessi di ricerca sono stati la storia dei Giochi olimpici, il movimento olimpico e le discipline olimpiche, in special modo la maratona. Lennartz è stato l'autore di alcune opere che sono state dei punti di riferimento per quanto riguarda i trattati sulle Olimpiadi dal 1896 al 2012 in lingua tedesca; insieme a Jürgen Buschmann, ha inoltre scritto una serie di testi sulla storia dei tornei di calcio olimpici. Dagli anni 1980 Lennartz è stato membro di diverse commissioni del Comitato Olimpico Internazionale; dal 2002 è stato membro della commissione per la cultura e l'educazione olimpica. È stato membro fondatore del Comitato tedesco Pierre de Coubertin e della Società internazionale degli storici olimpici, di cui fu presidente dal 2004 al 2012 e poi membro onorario. Dal 2003 è stato co-editore del Journal of Olympic History.
Nel 1990 Lennartz ha ricevuto la Croce dell'Ordine al merito di Germania e nel 2006 la Croce al merito di I classe della stessa onorificenza. Nel 1997 è stato insignito del Collare d'Argento dell'Ordine olimpico.[1]
Zwischeneuropa in den geographischen Vorstellungen und der Kriegführung der Römer in der Zeit von Caesar bis Marcus Aurelius, Bonn, Universität Bonn, 1968
Bibliographie Geschichte der Leibesübungen, 6 volumi, Wegener, Bonn, 1971-1985
Kenntnisse und Vorstellungen von Olympia und den Olympischen Spielen in der Zeit von 393 bis 1896, Hofmann, Schorndorf, 1974
Bibliographie Langlauf mit Kindern und Jugendlichen. (con Jürgen Buschmann), Wegener, Bonn, 1981
Geschichte des Deutschen Reichsausschusses für Olympische Spiele., 3 volumi, Wegener, Bonn, 1981-1985
Die Beteiligung Deutschlands an den Olympischen Spielen 1896 in Athen., 1981
Die Beteiligung Deutschlands an den Olympischen Spielen 1900 in Paris und 1904 in St Louis., 1983
Die Beteiligung Deutschlands an den Olympischen Spielen 1906 in Athen und 1908 in London., 1985
Das Laufbuch der Frau. (con Ernst van Aaken) Meyer und Meyer, Aachen, 1985
(con Wilhelm Kleine: Pulsschlag 130. Langlauf in Schule, Verein und Freizeit. Meyer und Meyer, Aachen, 1985
Die Olympischen Spiele 1906 in Athen. Darstellung und Quellen. (con Walter Teutenberg), Kasseler Sportverlag, Kassel, 1992
Olympia-Teilnehmer in Westfalen. (con Walter Teutenberg), Volume 1: Athen 1896 bis München 1972. Agon-Verlag, Kassel, 1993
Die deutsche Olympia-Mannschaft von 1896. (con Walter Teutenberg), Kasseler Sportverlag, Kassel, 1995
II. Olympische Spiele 1900 in Paris. (con Walter Teutenberg), Agon-Sportverlag, Kassel, 1995
100 Jahre Olympische Spiele. Der neugriechische Ursprung. (con Wolfgang Decker & Georgios Dolianitis), Ergon-Verlag, Würzburg, 1996
Die Olympischen Spiele 1896 in Athen. 2 Bände. Agon-Verlag, Kassel, 1996
Sepp Herberger und die Sporthochschule Köln. Eine Dokumentation aus Anlaß des 100. Geburtstages von Sepp Herberger und 50 Jahre Sporthochschule Köln. (con Jürgen Buschmann & Hans Günter Steinkemper) Academia Verlag, Sankt Augustin, 1997
Olympische Spiele 1908 in London. Agon-Sportverlag, Kassel, 1998
Olympische Fußballturniere. (con Jürgen Buschmann), Agon-Sportverlag, Kassel
Parte 1: Erste Schußversuche. Athen 1896 bis London 1908. 1999
Parte 2: Das erste große Turnier. Stockholm 1912, dazu Berlin 1916. 2001
Parte 3: Skandal beim Finale. Antwerpen 1920. 2002
Parte 4: Vergessener Weltmeister – Uruguay. Paris 1924. 2005
Parte 5: Uruguay erneut Olympiasieger. Amsterdam 1928, dazu Los Angeles 1932. 2007
Olympischer Neubeginn. Gründung des Nationalen Olympischen Komitees, 24. September 1949 in Bonn. (con Walter Borgers & Jürgen Buschmann), Carl-und-Liselott-Diem-Archiv, Köln, 1999
Olympische Siege. Medaillen, Diplome, Ehrungen. (con Walter Borgers & Andreas Höfer), Sportverlag, Berlino, 2000
Der Briefwechsel zwischen Carl Diem und Werner March. „Unsere gemeinsam gelöste Lebensaufgabe“. (con Thomas Schmidt), Academia-Verlag, Sankt Augustin, 2002
Tempel und Ringe. Zwischen Hochschule und olympischer Bewegung. Festschrift Dietrich R. Quanz. (con Walter Borgers, Jürgen Buschmann & Stephan Wassong), Carl-und-Liselott-Diem-Archiv, Köln, 2002
Olympisch bewegt. Festschrift zum 60. Geburtstag von Prof. Dr. Manfred Lämmer. (con Ellen Bertke & Heike Kuhn), Institut für Sportgeschichte der Deutschen Sporthochschule Köln, 2003
Sepp Herberger und Otto Nerz. Die Chefdenker und ihre Theorien. Ihre Diplomarbeiten. (con Jürgen Buschmann & Hans Günter Steinkemper), Agon-Verlag, Kassel, 2003
Spiel – Spiele – Olympische Spiele. (con Jürgen Buschmann & Stephan Wassong), Meyer und Meyer, Aachen, 2004
Die Spiele der III. Olympiade 1904 in St. Louis., Agon-Verlag, Kassel, 2004
40 Jahre Diem-Archiv. 1964 bis 2004. (con Jürgen Buschmann, Michael Winter & Thomas Zawadzki), Carl-und-Liselott-Diem-Archiv, Köln, 2005
100 Jahre Leichtathletik in Deutschland. Band 8: Marathonlauf. Verlag Werbung UM Sport, Lohmar
Parte 1: Von den Anfängen bis van Aaken. 2005
Parte 2: Ost und West und gesamtdeutsch. 2007
Parte 3: Frauen – geborene Marathonläuferinnen. 2007
New Aspects of Sport History. The Olympic Lectures. (con Stephan Wassong & Thomas Zawadzki), Academia-Verlag, Sankt Augustin, 2007
Von der Gemeinde zur Stadt. Der Rat von Sankt Augustin 1969 bis 1979, Ausblicke. Bericht eines Zeitzeugen. Rheinlandia-Verlag, Siegburg, 2008
(EN) Ian Buchanan, Bill Mallon, Historical Dictionary of the Olympic Movement, Scarecrow Press, 2005, ISBN0810865246.
(DE) Jürgen Buschmann & Stephan Wassong (a cura di), Langlauf durch die olympische Geschichte. Festschrift Karl Lennartz, Colonia, Carl-und-Liselott-Diem-Archiv, 2005.
(EN) Pascal Delheye, Making Sport History - Disciplines, Identities and the Historiography of Sport, Taylor & Francis, 2014, ISBN1136289720.
(EN) Jörg Krieger, Power and Politics in World Athletics - A Critical History, ì, Taylor & Francis, 2021, ISBN1000400476.
(EN) John E. Findling, Kimberly D. Pelle, Encyclopedia of the Modern Olympic Movement, Greenwood Press, 2004, ISBN0313322783.