Der Beamte begann seine Karriere bei den unterklassigen Wiener Bewegungsspielern. Lange hielt er dem Liebeswerben mehrerer erstklassiger Vereine stand, bis er nach langem Zögern dem Sportclub beitrat.
Karl Braunsteiner hatte einen ersten Einsatz in der Meisterschaft am 17. September 1911 bei der 1:3 Heimniederlage gegen Rapid. Braunsteiner lief dabei neben Gustav Krojer als rechter Verteidiger auf. Schon sein Debüt beim Sportclub war ein voller Erfolg. Er war einer der feinsten Balltechniker seiner Zeit und beeindruckte ebenso durch sein Spielverständnis.
Am 22. Oktober 1911, beim 2:1 Sieg vor 3.000 Zuschauern am Sportclub Platz gegen die Startruppe des WAF, schrieb man: „Der 20-jährige Mittelfeldspieler Karl Braunsteiner und der 31-jährige Abwehrspieler Arthur Wackenreuther stachen beim Wiener Sportclub besonders hervor. Braunsteiner durch eine glänzende Leistung. Wackenreuther durch eine hervorragende und kämpferisch hochwertige Abwehrarbeit.“
Beim 2:2 zu Hause gegen die Amateure am 24. März 1912 gegen die Amateure gelang ihm ein Tor. Die erste Meisterschaft in der Saison 1911/12 beendete der Sportclub als Vizemeister nur einen Punkt hinter Rapid. Der Sportclub hatte zu dieser Zeit den Ruf glänzende Fußballer in seiner Mannschaft zu haben, die allerdings etwas trainingsfaul waren.
Im Sommer 1912 fuhr Karl Braunsteiner mit zu den Olympischen Spielen nach Stockholm. Das Olympische Fußballturnier hatte damals den Stellenwert einer Fußballweltmeisterschaft. Karl Braunsteiner kam in allen 5 Spielen zum Einsatz. Österreich schied im Viertelfinale gegen Niederlande aus, kam aber im Trostturnier bis in das Finale. Dort verlor man gegen Ungarn mit 0:3.
Am 22. September 1912 war er bei der 0:1 Heimniederlage gegen den WAC einer der besten Sportclub Spieler. Die Presse berichtete: „Die mühelosen Bewegungen seines schlanken, austrainierten Körpers und die gelassene – man möchte sagen – verächtliche Ruhe bei allen seinen Aktionen vermögen wohl das Auge eines Ästheten zu entzücken; aber es muß festgestellt werden, daß der schöne Mittelläufer des Sportclubs den schneidigen Angriffen Studnickas und Neumanns oft nicht gewachsen war.“
Nach der 0:1 Auswärtsniederlage gegen den WAF am 30. März 1913 konnte man lesen: „Sportclub Star Karl Braunsteiner spielte sehr nachlässig und verzettelte sich oft in sinnlose Dribbeleien. Da er als Abwehrspieler aufgestellt wurde, brachte er damit das eigene Tor oft in Gefahr.“
Karl Braunsteiner verpasste am 4. Mai 1913 im Heimspiel gegen Hertha einen Kopfball. Seine Mannschaft siegte trotzdem 6:1.
Am 5. Mai 1913 wurde er bei der 0:2 Auswärtsniederlage gegen die Amateure am WAC Platz ausgeschlossen. Am 8. Juni 1913 besorgte er beim 4:2 Heimsieg über den FAC den Führungstreffer: „Karl Braunsteiner brachte gleich nach dem Anpfiff in einem Alleingang und einem präzisen Abschluss in die Ecke die Dornbacher mit 1:0 in Führung.“ Nach einem 1:1 war er in der 27. Minute abermals zur Stelle und sorgte für die erneute Führung. Nach er Pause erhöhte er in der 62. Minute sogar zum 3:1. 3 Minuten später sorgte ein weiterer Braunsteiner Treffer für das 4:1. Der Schütze war allerdings Karls Bruder August Braunsteiner.
Am 22. Juni 1913, dem letzten Spiel der Saison 1912/13, sorgte er beim 4:1 Heimsieg über die Vienna mit einem Elfmetertor zum 3:0 und in der zweiten Hälfte konnte er sich auch zum Torschützen des 4:1 feiern lassen. Der Sportclub beendete diese Saison auf Platz 3. 5 Punkte hinter Vizemeister WAF und 12 Punkte hinter Meister Rapid (bei einer 2-Punkte-Regel).
Beim Sportclub kriselte es im Sommer 1913. Zwei Mal blieb man nun schon unter den Erwartungen. Man ging jedes Mal als Topfavorit für den Titel in die Meisterschaft, aber Ende scheiterte man immer an Rapid. In der letzten Saison sogar mehr als deutlich. So war die Stimmung ziemlich schlecht. Stürmer Leopold Neubauer verließ den Verein im Streit, und selbst Mittelfeldstar Karl Braunsteiner überlegte den Verein zu verlassen. Zumindest besagten das die Gerüchte. Offiziell ließ Braunsteiner keine Zweifel aufkommen den Sportclub verlassen zu wollen. Aber die Stimmung war mies. Unter den Spielern, aber auch unter den Funktionären. Zeitweise stand sogar eine Auflösung im Raum. Auch an eine Fusion mit der Vienna wurde angedacht. Es bestand Gefahr die Heimstätte zu verlieren. Also beim Sportclub herrschte damals alles andere als Ruhe.
Am 12. Oktober 1913, beim 4:4 zu Hause gegen den WAC, drehte Karl Braunsteiner nach einem 0:1 Rückstand mit einem Doppelpack das Spiel. Obwohl der Sportclub später sogar auf 3:1 davon zog und nach einem Gegentreffer auch noch ein Tor zum 4:2 feierte, reichte es am Ende nur zu einem Punkt: 4:4.
Gegen Ende der Herbstsaison 1913 fehlte Karl Braunsteiner auf Grund einer schweren Verletzung in einigen Partien und sein Fehlen machte sich stark bemerkbar. Am 30. November 1913 war er dann wieder dabei und seine Mannschaft siegte auswärts bei Rudolfshügel mit 2:0. „Es war das Duell der beiden Mannschaften mit 9 Punkten. Beim Sportclub konnte Karl Braunsteiner wieder auflaufen, und den brauchte der Sportclub damals wirklich wie einen Bissen Brot um eine ansprechende Leistung abrufen zu können“, schrieb eine Sportzeitung. Obwohl er noch nicht ganz fit war, gab seine Mitwirkung der Mannschaft Mut und Selbstvertrauen.
Am 7. Dezember 1913 feierte er beim 3:0 Auswärtssieg vor 4.000 Zuschauern über den WAF mit einem Prachtschuss das Tor zum 2:0. Ein Tor gelang ihm auch am 15. März 1914 beim 2:0 Heimsieg über den FAC: „Der Sportclub ging in einem offenen Spiel in der 20. Minute durch Karl Braunsteiner nach einem Eckball mit 1:0 in Führung. Er kam an den Ball und zog sofort ab. Wie ein Strich zischte der Ball in das Netz. Nationaltorhüter Heinrich Plhak zeigte keine Reaktion an den Ball zu kommen.“
Sportclub Star Karl Braunsteiner in seiner letzten Saison 1913/14 vor dem Ersten Weltkrieg.
Am 19. April 1914 siegte Karl Braunsteiner mit dem Sportclub auswärts im Osten Favoritens gegen die Hertha mit 3:0: „Karl Braunsteiner spielte etwas defensiver als gewohnt, was sich für die Sportclub Verteidigung sehr positiv auswirkte. Die sonst schon so starken Verteidiger spielten mit Braunsteiner im Bunde sogar noch stärker.“
Am 3. Mai 1914 war er beim 2:0 Sieg im Länderspiel vor 22.000 Zuschauern am WAC Platz gegen Ungarn als Mittelstürmer mit dabei. Es war das letzte Länderspiel vor dem Ersten Weltkrieg.
Harsche Kritik an Karl Braunsteiner gab es am 10. Mai 1914 beim 1:5 Heimdebakel gegen Simmering: „Jeder sah wie abhängig der Sportclub von seinem Superstar Karl Braunsteiner war. Braunsteiner, der offenkundig übertrainiert war, versagte dieses Mal und mit ihm die ganze Mannschaft. Es fehlte die treibende Kraft.“
Nach der 1:3 Auswärtsniederlage in Ober Sankt Veit gegen die Amateure am 17. Mai 1914 schrieb man: „Sportclub Star Karl Braunsteiner zeigte einige technische Kunststücke, er spielte aber angeschlagen, wirkte müde, wurde von seinen Gegenspielern oft hart angegangen, und war auf Grund dessen in den letzten 20 Minuten gar nicht mehr aktiv am Feld zu sehen.“
Am 7. Juni 1914 siegte der Sportclub zu Hause gegen den WAF. Karl Braunsteiner spielte wieder etwas besser: „Auf der Stürmerposition von Heinzl stellte WAF Coach Max Leuthe den defensiven Mittelfeldspieler Georg Heiss auf, und ließ auf der Position von Heiss den Neuling Hubac spielen. Das sollte sich als spielentscheidend herausstellen, denn Hubac stellte einen neuen „Langsamkeitsrekord im Fußball“ auf, wurde vom Sportblatt höhnisch bemerkt. Hubac war seinem unmittelbaren Gegenspieler Karl Braunsteiner jedenfalls hoffnungslos unterlegen. Und dieser Unterschied entschied das Spiel.“
Am 11. Juni 1914 siegte der Sportclub zu Hause gegen Rudolfshügel mit 5:1. Die letzten 3 Tore wurden alle von Karl Braunsteiner erzielt. Diese Gala war das letzte Meisterschaftsspiel des Karl Braunsteiner.
Am 28. Juni 1914 brach der Erste Weltkrieg aus und Karl Braunsteiner wurde sofort an die Front in den Osten geworfen. Er überlebte den Krieg nicht. Braunsteiner verteidigte im ersten Kriegsjahr mit 130.000 anderen Soldaten die Festung Przemyśl im heutigen Polen, geriet im März 1915 in russische Kriegsgefangenschaft, und verendete dort nach nur wenigen Wochen unter unwürdigen Bedingungen.