Dzięki finansowemu wsparciu stryja w latach 1539-1545 studiował na Akademii Krakowskiej, a następnie w Perugii i Padwie, gdzie uzyskał tytuł doktora obojga praw. Po powrocie do Polski w 1550 r. został sekreta­rzem biskupa chełmińskiego, a później kujawskiego. W 1555 r. trafił na dwór króla Zygmunta II Augusta, na którym początkowo pełnił funkcję referendarza wielkiego koronnego, a następnie sekretarza królewskiego. W 1558 r. otrzymał nominację na kanonika kolegiaty wieluńskiej, a także kapituły gnieźnieńskiej. Dwa lata później przyjęto go do kapituły krakowskiej, uchodzącej za semi­narium dla przyszłych biskupów. W 1562 r. Karnkowski objął funkcję kanonika kolegiaty warszaw­skiej i scholastyka kapituły łęczyckiej. Po dwóch latach przyjął święcenia kapłańskie, a już w 1567 r. mianowano go biskupem kujawsko-pomorskim. Stojąc na czele diecezji, biskup przyczynił się do jej odrodzenia religijnego oraz usprawnienia aparatu administracyjnego.

W wyniku jego starań 16 sierpnia 1569 r. erygowano we Włocławku Seminarium Duchowne, które do chwili obecnej kształci przyszłych kapłanów. Karnkowski troszczył się także o stolicę biskupstwa, czego przejawem był wydany 1 stycznia 1577 r. specjalny przywilej dla Włocławka, potwierdzający dawne przywileje miasta i nadający mu nowe. Poszerzył też granice Włocławka, dołączając doń obszar zwany Nowym Miastem. Na własny koszt wybudował wodociągi i kanalizację oraz zorgani­zował łaźnię miejską. Stanisław Karnkowski angażował się też w życie polityczne kraju. Należał do grona zwolenników Henryka Walezego, ale po jego ucieczce do Francji poparł Stefana Batorego i koronował go na króla Polski w 1576 r. Ukoronowaniem jego kariery było objęcie przez niego arcybiskupstwa gnieźnieńskiego w 1582 r. oraz wyniesienie go do godności prymasa Polski. Ostatnie lata życia spędził w Łowiczu, gdzie zmarł 8 czerwca 1603 r. Stanisław Karnkowski został pochowany w ufundowanym przez siebie kościele jezuitów w Kaliszu.

Tomasz Wąsik