Karl Ludwig Sand, wurde 1795 in Wunsiedel als Sohn des Justizrats Gottfried Christoph Sand und seiner Frau Dorothea Wilhelmine (geborene Schöpf) geboren. Er war das jüngste von acht Geschwistern. Ab 1804 besuchte er die Lateinschule in Wunsiedel, ab 1810 die Gymnasien in Hof und Regensburg, wo er 1814 seinen Abschluss machte.
Sein Elternhaus war geprägt von aufgeklärtem Protestantismus und preußischen Patriotismus.

1814 immatrikulierte er sich an der Universität Erlangen und trat dem Corps Teutonica bei.
1815 schloss er sich als Kadett dem Freiwilligen Jägerkorps des Rezat-Kreises an und marschierte gegen den von Elba zurückgekehrten Napoleon. Die Schlacht bei Waterloo machte den Einsatz allerdings hinfällig, bevor es noch zu einer Feindbegegnung gekommen war.

Ab 1816 setzte er sein Studium an der Universität Erlangen fort, an der aber noch die traditionalistischen, landsmannschaftlich organisierten Studentenschaften dominierten. Daraufhin gründete der von den burschenschaftlichen Ideen beseelte Sand die »Alte Erlanger Burschenschaft Teutonia 1«, deren geistiger Führer er bis 1817 blieb.

Vom 17. bis zum 19. Oktober 1817 war Karl Ludwig Sand beim Wartburgfest in Eisenach Mitglied des Festausschusses und Fahnenbegleiter beim Zug auf die Wartburg und nahm auch an der Bücherverbrennung teil, bei der unter anderem August von Kotzebues Geschichte des deutschen Reichs verbrannt wurde.

Danach setzte er sein Studium an der Universität in Jena fort, wo er Mitglied der 1815 in Jena gegründeten »Urburschenschaft« wurde und bis in deren inneren Zirkel aufstieg.
In Jena gewann Sand insb. aus den geschichtstheoretischen Vorlesungen von Heinrich Luden die Überzeugung, Deutschland stehe an einem historischen Wendepunkt, an welchem sich ein zukünftiger Aufstieg oder Niedergang der Nation entscheide.

Dort verfolgte Sand auch die Auseinandersetzungen der nationalliberalen Professoren Luden und Oken mit dem Unterhaltungsdichter August von Kotzebue, der von Weimar aus gegen die »lüderlichen« Studenten und ihre »Katheder- und Stubengelehrten« polemisierte und dem russischen Zaren von den Verhältnissen in Deutschland berichtete, was ihn in den Augen der Burschenschaften als russischen Spion zusätzlich verhasst machte.
Bereits am 5. Mai 1818 erwog Sand in seinem Tagebuch die Ermordung Kotzebues, die er dann am 23. März 1819 auch tatsächlich in die Tat umsetzte.