Pada 1999-2000, Karen bekerja untuk Landmark Concurrent Solusi Indonesia. Ia mendapatkan posisi sebagai spesialis pengembangan pasar dan integrated information management dan business development manager.
Baca juga: Selain Jiwasraya, Berikut Kasus Korupsi Terbesar di Indonesia
Pada 2002-2006, ia bergabung dengan Halliburton Indonesia, yang merupakan salah satu perusahaan penyedia produk dan jasa untuk industri energi terbesar di dunia. Di sini, Karen mendapatkan posisi sebagai commercial manager for consulting and project management.
Pada Desember 2006, Karen diangkat sebagai Staf Ahli Direktur Utama bidang Hulu PT Pertamina (Persero). Sejak saat itu, kariernya terus menanjak sampai akhirnya ia diangkat sebagai Direktur Hulu Pertamina.
Di era Menteri BUMN Sofyan Djalil 2009, Karen kemudian diangkat menjadi Direktur Utama Pertamina menggantikan Ari Soemarno. Karen menjabat sebagai Dirut Pertamina selama kurun waktu enam tahun.
Dengan posisinya ini, Karen juga mencatatkan diri sebagai direktur utama wanita pertama dalam sejarah Pertamina.
Baca juga: Harta Kekayaan Bey Machmudin yang Mulai Besok Gantikan Ridwan Kamil
Sementara itu, berdasarkan laporan harta kekayaan penyelenggara negara (LHKPN) per 30 Oktober 2014, Karen Agustiawan tercatat memiliki harta kekayaan sebesar Rp 33.941.001.769.
Mantan Dirut Pertamina itu juga tercatat memiliki utang sebesar Rp 4.497.100.000.
Karen diketahui pertama kali melaporkan harta kekayaannya pada 29 Juli 2008, dengan total harta kekayaan sebesar Rp Rp 1.906.624.190.
Pada 17 Februari 2009 saat dirinya menjabat sebagai Dirut Pertamina, jumlah hartanya bertambah menjadi Rp 2.574.715.487.
Kemudian jumlah hartanya terus mengalami peningkatan hingga pada 30 Oktober 2014 mencapai Rp 33.941.001.769.
Baca juga: Pusaran Kasus Korupsi Jiwasraya dan Dugaan Korupsi di PT Asabri
Menurut LHKPN, Karen terakhir kali melaporkan harta kekayaannya pada 30 Oktober 2014. Berikut rincian harta kekayaannya:
A. Tanah dan bangunan total senilai Rp 21.246.014.016
B. Alat transportasi dan mesin Rp 6.392.150.000
C. Peternakan, perkebunan, pertanian, kehutanan, pertambangan, dan usaha lainnya sebesar Rp 3.188.337.996
D. Harta bergerak lainnya sebesar Rp 1.650.000.000.