Er absolvierte sein Studium am Kollegium in Nagyszombat. Am 9. Oktober 1714 trat er in Wien in den Orden ein. Das Noviziat und das Philosophiestudium absolvierte er in Wien. Danach unterrichtete er zwei Jahre lang in Görz Grammatik und Geisteswissenschaften. Er wurde 1724 in Graz zum Priester geweiht und ging danach auf Mission. Er verbrachte vierzehn Jahre in den Missionen am Maranon-Fluss. Zunächst missionierte er unter den Andoa-Indianern, dann wurde ihm 1732 die Leitung der Reduktion San Regis de Yameos anvertraut. In den folgenden Jahren bereiste er die Siedlungen der in der Gegend lebenden Yameo-Indianer, die rund um den Zusammenfluss von Maranon und Ucayali lagen. Als erster Europäer gelangte er erfolgreich die Flüsse Nanay und Itatay hinauf. Unterwegs fertigte er Karten an, beschrieb detailliert und zeichnete die Pflanzen und Tiere des Urwalds. Er lernte die Sprache der Yameo und studierte ihr Leben und ihre Bräuche. Um die von ihm errichteten kleinen Kirchen herum gründete er Dörfer, von denen einige noch heute existieren. Neben den Yameos missionierte er auch unter den Omagua-, Miguiano-, Amaono- und Parano-Indianern. Aufgrund seiner erfolgreichen organisatorischen Arbeit wurde er 1742 zum Provinzial der Jesuitenprovinz Quito ernannt, ein Amt, das er von 1744 bis 1747 bekleidete.
In seiner Geburtsstadt Komárom wurde am 14. März 2015 in der St.-Andreas-Kirche eine Gedenktafel für Károly Brentán angebracht.

Nagy mennyiségű kéziratot írt, amelyben feldolgozta a Maranon-vidék földrajzát, néprajzát, növény- és állatvilágát, és természetesen a missziók történetét. Az anyagot két kötetbe rendezte, és Genovába indult, hogy kinyomtassák. Útközben meghalt, a nála levő kéziratok eltűntek. Egyedül az a térkép maradt meg, amelyet könyve mellékletének szánt, ezt először Quitóban, majd Rómában adták ki.