Род. в г.Залинсбург Вольмарского уезда Лифляндской губ., отец немец-колонист, мать - латышка.

Образование - среднее.

Большевик с 1904 г. Участник революционного движения в Латвии, в 1906 г. осужден на 4 года каторжных работ на рудниках Акатуя, Забайкалье. Бежал во Францию, стал членом Парижской секции большевиков.

В годы Гражданской войны находился в Красной Армии на военно-политических и командных должностях: был военным комиссаром 27-й стрелковой дивизии, членом РВС 5-й армии (04.09.1919-18. 06.1920), членом РВС 4-й армии (12-22.10.1920), начальником 5 и 55-й дивизий. Освобождал Красноярск от Колчака, воевал против Врангеля, Махно на польском фронте, против Унгерна в Забайкалье.

После Гражданской войны в Москве: начальник снабжения Московского ВО, комиссар главного управления снабжения РККА. С 1923 г. начальник и комиссар 1-й военной школы летчиков Севастополя.
В 1927 г. начальник школы ВВС РККА.

"Став начальником авиационной школы, Карл Иванович в свои шестьдесят лет решил научиться летать. В первый день "рулежка" у него прошла благополучно. На другой же день управляемый им "Моран-парасоль" показал свой норов. Он опрокинулся на совершенно ровном месте. Грюнштейн отделался испугом да ушибами... Добрые воспоминания оставил у нас начальник школы Карл Иванович Грюнштейн. В летном деле он разбирался не очень. Зато организатором оказался деловитым. Он строго следил за ходом учебного процесса. Создав при школе подсобное хозяйство, Карл Иванович проявлял заботу и о питании курсантов.". (Каравацкий А. З. Маршрутами мужества http://militera.lib.ru/memo/russian/karavatsky_az/02.html).

Участвовал в объединенной оппозиции 1926–1927 гг. - член "Всесоюзного троцкистского центра", ведал его подпольной техникой и руководил подпольной типографией в Московской обл.

В конце 1927 г. был арестован, исключен из ВКП(б), решением ОСО при ОГПУ СССР от 13.01.1928 г. приг. к 3 годам ссылки. Сослан в Чердынь (по другим сведениям, в поселок Верхокамье Уральской области).
В ссылке продолжил троцкистскую работу и вновь арестован. 3.12.1930 г. ОСО при ОГПУ приговорен к ссылке в Башкирию на остаток срока.

В 1931 г. после отбытия ссылки жил в г. Саратове, где вновь связался с известным троцкистом И.Смирновым для продолжения борьбы.
В марте 1932 г. у него при обыске изъяты платформа оппозиции и статья Троцкого "На новом этапе".
16.04.1933 г. ОСО при ОГПУ СССР сослан на 3 года в Среднюю Азию.
Однако вскоре подал покаянное заявление был возвращен в Москву и восстановлен в партии. Работал заместителем директора по снабжению завода №39 им. Менжинского НКТП СССР.

На момент ареста числился агрономом в Северном краевом земельном управ., прож.: Москва, Телеграф. пер., д. 9, кв. 10.
Арестован в ночь с 31 марта на 1 апреля 1936. Осужден 4.10.1936 г. к ВМН. Расстр. 5.10.1936 г. Захоронен на Донском клад. Реабилит. 5.03.1959 г.

***** дополнение *****
27-я дивизия входила в состав:
5-й армии (ноябрь 1918 - май 1920)
16-й армии (июль 1920 - август 1920)
15-й армии (август 1920 - октябрь 1920)
16-й армии (октябрь 1920)
3-й армии (ноябрь 1920 - декабрь 1920)
16-й армии (декабрь 1920 - март 1921)
7-й армии (март 1921)
Начдивы:
Алексеев (3 - 19 ноября 1918)
Яхлаков А. А.(19 ноября 1918 - 21 марта 1919)
Вахрамеев Н.И.(21 марта - 26 мая 1919)
Павлов А.В.(26 мая - 4 ноября 1919)
Блажевич И.Ф.(4 ноября - 17 декабря 1919)
Путна В.К.(17 декабря 1919 - 8 сентября 1922)
Военкомы:
Грюнштейн К.И.(19 ноября 1918 - 16 июля 1919)
Слободской В.И.(19 ноября - 31 декабря 1918)
Татаринцев Н.И.(15 февраля - 8 апреля 1919)
Минчук А.И.(3 марта - 2 апреля 1919)
Павлов А.В.(23 марта - 5 апреля 1919)
Кучкин А.П.(27 марта - 14 июня 1919)
Сапальский О.(17 - 23 июля 1919)
Бисярин В.Г.(23 июля - 1 октября 1919)
Кучкин А.П.(1 октября 1919 - 19 марта 1920)
Путна В.К.(19 марта - 11 сентября 1920)
Коршунов П.И.(11 сентября - 30 ноября 1920)
Петров В.А.(30 ноября 1920 - 17 февраля 1921)
Дрейцер Е.А.(с марта 1921)