Pisał w językach serbskim, bułgarskim i rosyjskim. Uważany jest za współtwórcę realizmu w literaturze bułgarskiej, m.in. w książkach: Bułgarzy dawnych czasów (1872, wydanie polskie 1953), Maminoto detence (1875). Pamiętnik z pobytu w więzieniu Iz mrtwog doma (1871). Opowiadania i małe powieści Karawełowa zaliczane są do najbardziej wartościowych tekstów prozatorskich epoki bułgarskiego odrodzenia narodowego.
Był starszym bratem Petka Karawełowa, premiera i ministra Księstwa Bułgarii.
Poglądy filozoficzne Karawełow to pierwszy w wieku XIX myśliciel bułgarski, który po wielowiekowemu panowaniu teologii i religii, opierając się na ideach Ludwiga Feuerbacha i Czernyszewskiego, zaczął otwarcie propagować materializm. Utrzymywał, że idealizm i filozofia religijna nie mogą dać człowiekowi poznanie rzeczywistości. Dlatego na łamach gazety Swoboda w 1870 r. protestował przeciw wydania w języku bułgarskim książki protestanckiego mistyka i rektora Uniwersytetu Browna „Кратки начала от нравствена философия“ (). Poglądy Karawełowa w dziedzinie estetyki ukształtowały się pod wpływem Bielińskiego i Czernyszewskiego. Utwory sztuki powinny odzwierciedlać życie narodu i wychowywać go.