Od 1863 do 1866 prowadził na tej uczelni wykłady z psychiatrii.
W 1867 został właścicielem prywatnego zakładu psychiatrycznego w Görlitz, założonego w 1855 wcześniej przez Reimera i przeznaczonego do leczenia pacjentów z padaczką. Kahlbaum zmienił profil szpitala i był jego dyrektorem przez kolejne dwie dekady. Po jego śmierci prowadził je jeden z synów, Siegfried (1870–1943).
W 1895 mianowany radcą sanitarnym (Sanitätsrat) .
Jego uczniami i współpracownikami byli m.in. Scholinus, Dieckhoff, Hirsch, Buschan, Cassirer, Neisser, Hecker, Bresler, Hallervorden, Rieger i ZiehenKreuter A. Deutschsprachige Neurologen und Psychiater: ein biographisch-bibliographisches Lexikon von den Vorläufern bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts. Saur, 1996 s. 680-681.
Ożenił się 10 października 1867 z Elizabeth Hecker, kuzynką Ewalda Heckera. Z tego związku urodziła się córka (zmarła w dzieciństwie) i trzech synów. Elizabeth Kahlbaum zmarła w 1884 roku; w 1888 Karl Ludwig ożenił się po raz drugi, z Marthą Plath, przełożoną w jego klinice. Mieli dwóch synów.