Palotai Károly, a békéscsabai születésű fedezet Győrben bajnokságot és Magyar Népköztársasági Kupát nyert. Csapata a Bajnokcsapatok Európa-kupája 1964–1965-ös kiírásában az elődöntőbe jutott, amelyben a portugál Benficával szemben maradt alul.

Az 1964-es tokiói olimpián aranyérmes magyar együttes tagja volt. Még aktív futballistaként elvégezte a játékvezetői tanfolyamot, 1967-ben már a játékvezetői hármas tagjaként futott ki a pályára, 1970-ben pedig első osztályú bajnoki mérkőzést vezetett.

Három világbajnokságon és három olimpián vett részt, két BEK-döntőt, számos rázós mérkőzést bíztak rá. Mindig arra törekedett, hogy bíróként a játékosok partnere legyen a pályán.

Palotai Károly hosszan tartó betegség után, 82 évesen hunyt el.