Im Alter von drei Jahren begann er bei seinem Vater Klavier und Orgel zu lernen. Nach seinem Musikstudium in Polen bei Elzbieta Karolak und Jaroslaw Tarnawski besuchte er die Klassen für Orgel, Improvisation und Komposition am CNSMD in Paris, wo er bei Olivier Latry, Michel Bouvard, Thierry Escaich und Philippe Lefebvre studierte.
Er ist Preisträger zahlreicher internationaler Wettbewerbe, darunter auch des Prager Frühlings und des Grand Prix de Chartres. Im Februar 2023 wird er zum Titularorganisten der prestigeträchtigen Aristide-Cavaillé-Coll-Orgel von Saint-Sulpice in Paris an der Seite von Sophie-Véronique Cauchefer- Choplin ernannt und tritt damit in die Fußstapfen einer Reihe von musikalischen Vorbildern wie Charles-Marie Widor, Marcel Dupré, Jean-Jacques Grunenwald und Daniel Roth.
Karol Mossakowski ist regelmäßiger Gast in Konzertsälen wie dem Auditorium von Radio France, der Philharmonie de Paris, dem Auditorium de Lyon, den Philharmonien in Warschau, Dresden und Berlin, der Musashino Cultural Hall in Tokio, dem Mariinsky-Theater, im Brüsseler BOZAR, im Palais Montcalm in Québec, in der Elbphilharmonie Hamburg, im Konzerthaus Berlin, im MÜPA Budapest, im NOSPR Katowice und im Auditorio Nacional de Música in Madrid. Darüber hinaus ist er Gast bei Orchestern wie dem Orchestre Philharmonique de Radio France, dem Orchestre National de France, dem Odense Symphony Orchestra und dem Warsaw Philharmonic Orchestra und spielt unter der Leitung von Myung-Whun Chung, Andris Poga, Kent Nagano, Mikko Franck, Fabien Gabel, Cristian Macelaru, Giancarlo Guerrero, Lawrence Foster und Pierre Bleuse. Im Jahr 2023 spielte er die Weltpremiere von „Unstern“, einem Orgel- konzert von Philippe Hersant, mit dem Orchestre National de Lyon unter der Leitung von Antony Hermus.
Im selben Jahr war Karol Artist in Residence beim NOSPR in Katowice, nachdem er drei Spielzeiten lang dieselbe Funktion bei Radio France inne hatte. Ebenfalls 2023 war er der erste Organist, der den Preis für Orchester plus Orgel des International Classical Music Awards (ICMA) gewann.
Als Komponist schrieb er 2025 ein Stück für zwei Orgeln und gemischten Chor, Visages célestes, das im Mai 2025 in Saint-Sulpice mit dem Ensemble Sequenza 9.3 unter der Leitung von Catherine Simonpietri uraufgeführt wurde. Als Artist in Residence beim Festival de musique sacrée de Saint-Malo von 2021 bis 2023 komponierte er dort insbesondere Les Voiles de la Lumière, ein Oratorium für drei Orgeln und gemischten Chor, das 2021 uraufgeführt wurde, sowie Trois Versets für drei Orgeln, die 2022 uraufgeführt wurden.
Im November 2021 erschien sein erstes Album „Rivages” beim Label Tempéraments, aufgenommen auf der Grenzing-Orgel im Auditorium von Radio France. Es präsentiert Werke von Bach, Mozart, Mendelssohn und Liszt, die durch Improvisationen miteinander verbunden sind. Zwei Jahre später nahm er das Orgelkonzert von Poulenc und die Symphonie concertante von Jongen mit dem Philharmonischen Orchester Wroclaw NFM unter der Leitung von Giancarlo Guerrero auf, das im April 2023 erschien und von der internationalen Kritik vielfach gelobt wurde.
Von 2014 bis 2015 war er sechs Monate lang „Young Artist in Residence” in der Saint-Louis-Kathedrale in New Orleans (USA). Von 2017 bis 2023 war er neben Ghislain Leroy Titularorganist der Kathedrale von Lille. Seit 2019 ist er Professor für Improvisation an der Musikhochschule von San Sebastián in Spanien (Musikene).