Роден в Копривщица. Учи в килийно, после в училище на Хр. Пулеков по взаимоучителния метод. През 1850 г. се премества в училището на Найден Геров в Пловдив. След това баща му го изпраща да учи в гръцко училище (2 години). После се прехвърля да учи в българско училище, чете и руски автори. Изпратен в Одрин да учи за чирак, връща се в Копривщица, а 1856 г. го изпращат в Цариград. Тук вместо да се заинтересува от търговия, той се интересува от политически въпроси от Кримската война. Паралелно с това си записва и материали за изследователска работа по фолклор и етнография.
В 1857 г. заминава за Москва през Одеса, но не се записва в кадетския корпус, а се записва като слушател в Историко-филологическия факултет на Московския университет – поради наклонност към литература, история и славянски езици. Особен влияние му оказват обществените идеи сред бурната студентска младеж като част от руската интелигенция. Тук живее и работи заедно с българите К. Миладинов, Р. Жинзифов, В. Попович, Н. Бончев и др. Образуват българската дружина „Братски труд“. Започват да издават списание „Братски труд“, където Любен Каравелов печата първите си стихотворни опити – „Загорец“, „Желание“, „Пастир“ и революционната статия „Славяне в немско“. Участвува в студентските вълнения (1861) и бива последовател на руските революционни демократи като влиза в техен забранен кръжок. Поставен е под полицейски надзор (1859). Не успява да се яви на изпити, но чете много Белински, Херцен и Чернишевски (революционни авторитети и образци на критиката и философията), Гогол, Шевченчко и Вовчок, други литературни автори. Пише статии в „Наше время“, „Московские ведомости“ и „Русская речь“. Пише повестите „Войвода“, „Неда“, „Сирото семейство“, „Дончо“ и „Българи от старо време“. След покушението срещу Александър Втори, Любен Каравелов заминава за Белград (1867), откъдето изпраща кореспонденции за руските вестници. От 1869 г. се установява в Букурещ с намерение да редактира свой вестник. Възторжено посреща идеята за създаване на Българското книжовно дружество (днешната Българска академия на науките).
Редактира вестник „Свобода“ (1869-1873), където съавтор му става Христо Ботев (1872-1873). По-късно двамата редактират вестник „Независимост“ (1873-1874). По това време Любен Каравелов оглавява Българския революционен централен комитет в емиграция. След трагичната гибел на апостола на свободата Васил Левски, Любен Каравелов ревизира своите младежки революционни възгледи и започва да издава списание „Знание“, научно-популярни книги и сборници.
(1857-1867) Москва – Л. Каравелов издава „Памятники народного быта болгар“ (1861), „Страницы из книги страдании болгарского племени. Повести и рассказы (1868), „Българи от старо време“ (1867).
(1868-1869) Белград – на сръбски език издава „Крива ли е съдбата“, „Сока“ и „Наказал я Бог“.
(След 1869) Букурещ – „Три картини из българския живот“ („Мамино детенце“, „Прогресист“ и „Извънреден родолюбец“), повестите „Хаджи Ничо“ и „Децата не приличат на бащите си“.
Умира в Русе на 21 януари 1879 г.
Любен Каравелов е известен енциклопедист, поет, писател, журналист, пише библиографски трудове, статии по нумизматика, лексикография, българска литература, култура, политическа история, допринася много за развитието на обществената мисъл в България в своето време. Публикува и под много псевдоними.
Нека си спомним с гордост за Любен Каравелов и цитираме лиричното му стихотворение, написано в емиграция и отразяващо носталгията на автора към родната природа – „Хубава си моя горо“
Хубава си, моя горо,
миришеш на младост,
но вселяваш в сърцата ни
само скръб и жалост.

Който веднъж те погледне,
той вечно жалее,
че не може под твоите
сенки да изтлее.

А комуто стане нужда
веч да те остави,
той не може, дорде е жив,
да те заборави.

Твоите буки и дъбове,
твоите шуми гъсти,
и цветята и водите,
агнетата тлъсти,
и божурът, и тревите
и твойта прохлада,
всичко, казвам, понякогаж
като куршум пада

на сърцето, което е
всякогаж готово
да поплаче, кога види
в природата ново,

кога види как пролетта
старостта изпраща,
и под студа и под снега
живот се захваща.