Karl Elmendorff (Düsseldorf, 25 ottobre 1891 – Hofheim am Taunus, 21 ottobre 1962) è stato un direttore d'orchestra tedesco.
Studiò musica a Colonia con Hermann Abendroth dal 1913 al 1916. Dal 1916 al 1920 diresse a Düsseldorf, dal 1920 al 1923 a Magonza, dal 1923 al 1924 a Hagen, dal 1925 al Bayerische Staatsoper e dal 1927 al 1942 al Festival di Bayreuth.
Nel 1931 diresse la prima assoluta di Torneo notturno di Gian Francesco Malipiero al Bayerische Staatsoper e nel 1932 la Sinfonia n. 4 (Beethoven) e San Francesco di Malipiero al Teatro La Fenice di Venezia.
Nel 1937 si iscrisse al Partito Nazionalsocialista Tedesco dei Lavoratori e diresse Tristan und Isolde al Teatro Comunale di Firenze. Nel 1938 diresse Die Walküre con Viorica Ursuleac al Giardino di Boboli di Firenze e nel 1939 la prima assoluta di Die Bürger von Calais di Rudolf Wagner-Régeny allo Staatsoper Unter den Linden di Berlino e Der Fliegende Holländer a Firenze. Nel 1940 diresse Sigfrido con Max Lorenz e Paul Schöffler al Teatro Comunale di Bologna e nel 1941 Die Walküre al Palais Garnier di Parigi e Il vascello fantasma con Schöffler al Teatro dell'Opera di Roma. Nel 1942 diresse Die Walküre a Bologna.
Dal 1943 al 1944 fu il direttore principale della Staatskapelle Dresden. Nel 1951 a Roma diresse Fidelio con Julius Patzak e Kurt Böhme e a Venezia la Sinfonia n. 2 (Brahms) e Variations on a Theme of Frank Bridge di Benjamin Britten e nel 1953 nella Basilica di San Pietro di Perugia Palestrina (opera) con Patzak.