Detstvo strávil vo Viedni a od roku 1900 v Českej Třebovej. Po absolvovaní učiteľského ústavu v Hradci Králové sa stal učiteľom v Úpici a popri zamestnaní študoval husľovú hru. Od roku 1916 bol členom vojenskej kapely a speváckeho zboru Dvornej opery vo Viedni. Po skončení vojny sa nakrátko vrátil k učiteľskému povolaniu a stal sa aj spoluzakladateľom a dirigentom speváckeho zboru Českej filharmónie. V roku 1923 na odporúčanie L. Janáčka a V. Nezvala prišiel do Martina, neskôr sa stal referentom Národopisného odboru Matice slovenskej, kde sa venoval sa najmä zbieraniu ľudových piesní, a od roku 1937 súčasne vyučoval na Škole umeleckých remesiel v Bratislave. Po rozpade Československa musel zo Slovenska odísť a usadil sa v Prahe. Pracoval v Štátnom fotomeračskom ústave a od roku 1950 v slobodnom povolaní. Na Slovensku najmä v medzivojnovom období zapísal okolo stotisíc textov dvadsaťpäťtisíc melódií ľudových piesní, čo predstavuje unikátny rozsah práce jednotlivca. Umelecké a kultúrne hodnoty, ktoré v tomto prostredí objavil a zachránil sú súčasťou základného fondu národnej kultúry. Súčasne fotograficky zachytával interpretov ľudovej piesne, ich odev, prostredie a krajinu. Jeho fotografie čoskoro presiahli rámec dokumentu, stali sa fotografickým artefaktom. MS v rokoch 1924 – 1926 vydala výber z nich ako kolekciu 180 národopisných pohľadníc. V roku 1937 vydal prvý knižný album v dejinách slovenskej fotografie Slovensko, po ktorom nasledovali Praha vo fotografii (1940), Slovensko vo fotografii Karola Plicku (1949), Vltava (1959), Spiš (1971), Československo (1974) a Levoča (1980). Od roku 1926 sa venoval aj filmovej tvorbe. Prvým významným úspechom boli zlaté medaily na Medzinárodnej výstave fotografického umenia vo Florencii a na I. medzinárodnom filmovom festivale v Benátkach v roku 1932 za film Po horách, po dolách. Vrchol jeho filmovej tvorby predstavuje film Zem spieva. (1933). Stal sa zakladateľskou osobnosťou slovenskej národnej kinematografie, v roku 1938 založil na Škole umeleckých remesiel v Bratislave prvú filmovú školu v Československu a v roku 1946 sa stal zakladateľom, profesorom i dekanom Filmovej akademie muzických umění v Prahe. V roku 1958 mu udelili titul zaslúžilého a v roku 1968 národného umelca a získal aj ďalšie vysoké vyznamenania.
