Hrvatski tenisač Ivo Karlović rođen je u Zagrebu, 28. veljače 1979. godine od majke Gordane i oca Vlade. Ima i stariju sestru Anu. Kao dječak volio je košarku ali sve su košarkaške ambicije nestale kad ga je s 13 godina trener stavio u ekipu u kojoj su svi bili pet godina stariji od njega. Tada se usredotočio na tenis, a košarka mu je do danas ostala najomiljeniji način aktivne zabave.
Djetinjstvo na zagrebačkoj Šalati pamti i po tome da nije imao gdje niti s kime trenirati. Zato bi čekao da se isprazne tereni i onda bi stalno vježbao servis. To bi, otkrio je, katkad potrajalo i do dugo u noć. Idoli su mu bili Goran Ivanišević, Stefan Edberg i Boris Becker pa je Karlović bio oduševljen kad se tijekom 2007. godine približio Ivaniševićevom rekordu po broju asova u sezoni. Zabio je 1318 asova i nitko se drugi nije uspio tako približiti rekordu od 1473 asa koji je njegov sunarodnjak postigao 1996.
- Roditelji su me uvijek podržavali iako nisu putovali sa mnom jer nismo imali novca. Vjerovali su u mene, bez obzira na sve – govorio je.
Uglavnom je trenirao u lokalnome klubu Medvešćak, a kao junior igrao je uz Ivana Ljubičića kad su osvojili europsko dvoransko prvenstvo do 16 godina. Sa 16 godina potvrdio se kao veliki potencijal: pobijedio je Rusa Marata Safina, po mnogima jednog od najtalentiranijih svjetskih igrača, a kao član hrvatske reprezentacije osvojio je europsko prvenstvo u konkurenciji do 16 godina.
Prva ozbiljnija šansa za napredak javila se potkraj 1999., kada je počeo trenirati u teniskom kampu Gilberta Schallera u Grazu. No kako je Schaller nakon nekog vremena zatražio da Karlović potpiše krajnje nepovoljan ugovor, a istodobno ga nije želio pratiti na turnirima, prekinuli su suradnju. Neko je vrijeme proveo i u kampu Nikole Pilića u Munchenu. Nakon toga otišao je na tenisku akademiju trenera Boba Bretta u Pariz, stručnjaka koji je dugo radio s Goranom Ivaniševićem i Mariom Ančićem, no ni ta suradnja nije potrajala. Karlović naime nije mogao skupiti 18 tisuća dolara koje je trebao uplatiti unaprijed za godinu dana.
Godine 2007. na teniskom turniru u San Joseu, Ivo je po drugi puta u karijeri, došao do finala, no izgubio je u od Škota Andya Murraya iako je imao osvojen prvi set i break viška u drugom setu. Svoj prvi ATP turnir Karlović je osvojio 15. travnja 2007. u Houstonu svladavši u finalu. Potom je iste 2007. osvojio još dva ATP turnira u Nottinghamu te u Stockholmu i Bogoti. Jubilarnu 100. pobjedu na ATP-turnirima, ostvario je u polufinalu turnira u Stockholmu.
Od teških protivnika Karlović izdvaja Rogera Federera kojeg je ovaj hrvatski tenisač prvi put pobijedio na turniru Masters serije u Cincinnatiju. Rezultat 7-6(6), 4-6, 7-6(5) Karloviću je bio ostvarenje sna.
Do sada mu je najveći uspjeh osvajanje pet turnira u pojedinačnoj konkurenciji, te jednog turnira u konkurenciji parova. Od najboljih Grand Slam rezultata izdvaja se četvrtina završnice Wimbledona 2009. godine. Njegov najbrži službeno zabilježeni servis ujedno i najbrži ikada servirani u povijesti iznosi 251 km/h tijekom Davis kup susreta s Njemačkom u meču parova s Ivanom Dodigom protiv Christopera Kasa i Philippa Petzschnera. Tijekom karijere stekao je nekoliko nadimaka koji su uglavnom vezani za njegovu sposobnost serviranja velikog broja as servisa. Zvali su ga Dr. Ivo, Kralj aseva, Div sa Šalate, Visoki stup), Naša Ljubičica te Otrovni Ivo.
Od 2005. u braku je s Alsi, Amerikankom kinesko-jamajčanskog podrijetla. Žive u Miamiju u SAD-u, no povremeno borave i u Zagrebu. Imaju kćer Jade Valentinu. Karlović je zbog iščekivanja djeteta otkazao nastup za hrvatsku reprezentaciju koja je u to vrijeme igrala kvalifikacije za Svjetsku skupinu u Južnoj Africi. Supruga mu je pomogla da svlada svoj dobro poznat problem s komunikacijom.
S obzirom na to da ima jedan od najjačih početnih udaraca na ATP Touru, postao je igrač kojeg drugi pokušavaju izbjeći. Karlović je 2009. godine servirao 78 as servisa (od toga 77 na prvi servis) tijekom Davis kup susreta u meču protiv Radeka Štěpáneka i tako srušio vlastiti rekord od 51 as servis (iz meča protiv Danielea Braccialija) iz 2005. godine sa Wimbledona te 55 as servisa (iz meča protiv Lleytona Hewitta) sa French opena iz 2009. godine.
Dana 27. travnja 2013. Ivo Karlović primljen je u bolnicu u Miamiju. U početku su neki portali prenijeli vijest da se sumnjalo na blaži moždani udar, ali je ubrzo potvrđeno da boluje od virusnog meningitisa.