Karen Poulsen var datter af kgl. skuespiller Olaf Poulsen (26-04-1849 - 26-03-1923) og hustru Henriette Emilie Poulsen og var kusine til skuespillerbrødrene Adam og Johannes Poulsen. Hun debuterede på Det Kongelige Teater 4. februar 1900 som Pernille i "Mester Gert Westphaler". Hun optrådte i en årrække på Dagmarteatret og var derefter på Aarhus Teater 1905-08, Det Ny Teater og på Det Kongelge Teater fra 1912 til 1938. Hun spillede siden bl.a. titelrollen i "Hendes gamle Naade" på Frederiksberg Teater. Hun filmdebuterede i 1911 på Nordisk Film og medvirkede i 28 stumfilm i perioden 1911-18 og senere i Carl Th. Dreyers "Der var engang". Ind imellem blev det dog også til enkelte opgaver for andre selskaber. Hun dukkede op i tonefilmen "Hotel Paradis", hvor hun spillede Tosse-Grete. Hun spillede sjældent de store roller, men hun blev lagt mærke til, bl.a. i rollen som Dittes bedstemor i "Ditte Menneskebarn" fra 1946. Hendes sidste rolle var som spåkone i filmen "Historien om Hjortholm" fra 1950. Karen Poulsen var meget anvendt i radio, både til oplæsning og i hørespil. Hun blev 26. juni 1902 gift i Fredensborg Slotskirke med skuespiller, cand.phil. Henrik Valdemar Lund og siden den 28. januar 1919 i København med journalist og forretningsfører Bjørn Thalbitzer (13-12-1895 - 1959). Ægteskabet blev opløst i 1928 og den 7. september 1928 blev hun på Københavns Rådhus gift med bankassistent Mogens la Cour Kruse (f. 20-02-1905). I løbet af sin karriere optræder hun derfor som både Karen Lund, Karen Thalbitzer og Karen Poulsen.