Российский государственный деятель, богослов, историк русской церкви, церковный и общественный деятель. Последний обер-прокурор Святейшего правительствующего синода, министр исповеданий Временного правительства.
Родился в семье чиновника. В 1899 г. окончил Петербургскую духовную академию. В 1906-1917 гг. — профессор Высших женских (Бестужевских) курсов в Петербурге. В 1909 г. стал председателем Религиозно–философского общества в Петербурге. Выдвинул идею о необходимости реформирования отношений между церковью и государством, сторонник свободы церкви в её внутренних делах.
В первые дни после Февральской революции 1917 г. вступил в кадетскую партию, член её ЦК и один из лидеров. Входил в группу П.Б. Струве, возглавлявшего правое крыло партии.
Вошёл во 2-е коалиционное Временное правительство, с 24 июля – обер-прокурор Святейшего Синода, 5 августа Временное правительство упразднило этот пост и учредило Министерство исповеданий во главе с Карташевым. Провозгласил автономию Синода. Один из инициаторов восстановления патриаршества в России, созыва в Москве Всероссийского Поместного Собора Русской православной церкви. 16 августа на открытии Собора заявил, что контроль министерства над церковью будет минимальным.
Выступал сторонником генерала Л.Г. Корнилова. 10 сентября Карташев, последний кадет в правительстве, в записке на имя А.Ф. Керенского указывал на «засилье социалистов над Временным правительством» и просил уволить его от должности. 25 октября выступил на заседании правительства с речью о необходимости решительных мер против организации большевиками вооруженного выступления, а вечером того же дня вместе с другими членами правительства был арестован в Зимнем дворце и отправлен в Петропавловскую крепость. 26 ноября подписал вместе с другими арестованными министрами заявление на имя председателя Учредительного Собрания. Был освобождён в начале 1918 г.
Один из руководителей «Национального центра». В январе 1919 г. уехал в Финляндию, где возглавил Русский комитет (с мая – Политический центр). Оказывал помощь армии генерала Н.Н. Юденича. С 1920 г. эмигрант, продолжал борьбу против Советской Республики. Сторонник принципа непримиримости. С 1925 г. профессор Русского богословского института святого Сергия в Париже. Автор книг и статей о взаимовлиянии православия и культуры в России.