火箭时期
2007年NBA选秀，卡尔·兰德里在次轮总第31顺位被休斯顿火箭队选中。
2007-08赛季，兰德里迎来职业生涯首个赛季。
2007年11月25日，在对阵掘金的比赛里，坐在板凳席末段的兰德里最终得到了首演的机会，虽然只有四分钟的上场时间，但兰德里效率高的惊人，他在四分钟内砍下4分和2个篮板。
2008年1月12日，在对阵森林狼的比赛里，他面对森林狼队的头号主力艾尔·杰弗森，砍下职业生涯的首个两双15分和11个篮板。
2008年2月2日，在与步行者的比赛里，兰德里砍下职业生涯最高的22分外加7个篮板，尤其是他在第四节的强势表现直接为火箭锁定胜局，由此兰德里正式进入火箭队轮换阵容。在姚明因伤缺阵后，兰德里挺身而出，正是他在内线的活力和拼劲弥补了姚明留下的空缺，这期间火箭完成了22连胜。
新秀赛季的兰德里场均贡献8.1分，4.9个篮板，并有61.6%的投篮命中率，入选了年度新秀阵容第二队，并在2008年夏天得到一份3年900万美元的合同。
2008年04月25日，在休斯敦火箭队与犹他爵士队的首轮第3场季后赛中，兰德里在与卡洛斯·布泽尔拼抢篮板球时被布泽尔一肘将门牙击掉，但兰德里忍痛拿下了一个重要的前场篮板。在比赛的末端，爵士队握有进攻权，火箭队此时仅领先1分，德隆·威廉姆斯突破到火箭内线意欲强行上篮，但兰德里起跳强行完成封盖，这次关键封盖为火箭锁定胜局，最终在爵士的主场赢下比赛。
2008年04月27日，在休斯敦火箭队对犹他爵士队的首轮第4场季后赛中，在最后时刻，鲍比·杰克逊上篮不中，兰德里在比赛还有7.7秒时，补扣得分后火箭又将差距缩小到2分。虽然德隆·威廉姆斯两罚不中，比赛将要进入加时赛时，火箭没抢到这个关键的篮板，梅米特·奥库两罚两中后，火箭大比分1：3陷入绝境。这两场相临的季后赛兰德里表现令人满意。
76人时期
2015年7月2日，萨克拉门托国王队与费城76人队完成交易，国王将卡尔·兰德里、2014年首轮八号秀尼克·斯陶斯卡斯、贾森·汤普森以及受保护首轮选秀权送到76人，换取76人海外球员签约权以及未来第二轮选秀权。
2016年9月1日，76人宣布裁掉32岁的前锋卡尔-兰德里，他是在2015年7月被国王交易到了76人，合同还剩下最后一年，年薪650万美元。
CBA时期
2017年8月27日，卡尔·兰德里与CBA吉林东北虎俱乐部达成协议。