Karel Bělohoubek studierte Fagott und Klarinette an der Militärmusikschule der Elbestadt Roudnice. Danach spielte er in der Garnisonskapelle in Stríbro, ab 1961 als Solofagottist in der Garnisonskapelle in Prag und später im Zentralorchester der Armee. Seine Ausbildung erweiterte er am Prager Konservatorium in der Klasse von Prof. Karel Pivonka (Fagott) und Prof. Bohuslav Cízek (Dirigieren). 1978 wurde Karel Belohoubek Dirigent beim Zentalorchester der Armee der Tschechischen Republik und von 1987-1999 deren Leiter und Chefdirigent. Seit seiner Studienzeit beschäftigte er sich intensiv mit Instrumentation und Komposition. Als Dirigent ist er außerdem durch zahlreiche Rundfunkaufnahmen und Platteneinspielungen bekannt geworden.