K. Baltgailis ir viens no izcilākajiem gleznotājiem batālistiem, bija aktīvs mākslas dzīves organizētājs. K. Baltgailis no 1913. gada līdz aiziešanai mūžībā ir piedalījies 123 izstādēs Rīgā, citur Latvijā, Vācijā, Krievijā (arī Padomju Sociālistisko Republiku Savienībā) un divreiz pasaules grāmatzīmju izstādē Losandželosā, Kalifornijas pavalstī, Amerikas Savienotās Valstis (ASV).

Baltgaiļu dzimta vairākus gadsimtus ir dokumentēta Piebalgā; Andžs Baltgailis pēc laulībām ar Karlīnu no Piebalgas pārcēlās uz Gatartu, kur četru bērnu ģimenē Gatartas muižas siernīcā piedzima K. Baltgailis. Ģimenes izcelsmes dēļ Piebalgai K. Baltgaiļa dzīvē un mākslā bija liela nozīme kā pievilcīgam un emocionālam iedvesmas faktoram. Pēc komerciālas neveiksmes darījumos ar vietējo muižnieku tēva īpašumus izūtrupēja, un ģimene bija spiesta pārcelties uz Rīgu, kur tēvs strādāja par svērēju ostā. Pēc Pāvila pamatskolas absolvēšanas K. Baltgailis vienu vasaru brauca par kuģa zēnu un mēģināja iestāties Mangaļu jūrskolā (krievu Магнусгофское мореходное училище дальнего плавания) Rīnūžos, kas neizdevās tuvredzības dēļ. No 1906. līdz 1907. gadam viņš mācījās Jaņa Rozentāla studijā. No 1907. līdz 1911. gadam mācījās Ata Ķeniņa reālskolā zēniem, kur zīmēšanu pasniedza Jūlijs Madernieks. Pabeidzis piecas reālskolas klases, K. Baltgailis 1911. gadā iestājās Penzas mākslas skolā (Пензенское художественное училище). Skolu beidza 1917. gadā ar vidusskolas zīmēšanas skolotāja tiesībām. 1916. gadā Penzā apmeklēja skolā organizētos žēlsirdīgo medicīnas brāļu kursus un vasaras brīvlaikā līdz pat rudenim kalpoja Rīgā kā žēlsirdīgais brālis pie Krievijas armijas IV kavalērijas divīzijas.

Pirmā pasaules kara laikā, 1917. gadā, K. Baltgailis iestājās 5. Zemgales latviešu strēlnieku pulkā un piedalījās kaujās pie Ropažu muižas, Mazās Juglas krastos, un pie Nītaures. Pēc lielinieku apvērsuma 1918. gada februārī devās uz Penzu, vēlāk uz Omsku Sibīrijā. 1919. gadā K. Baltgailis nonāca Vladivostokā, kur iestājās Imantas pulkā. Viņš aktīvi piedalījās Jaunekļu Kristīgās apvienības (Young Men’s Christian Association, YMCA) darbībā. Imantas pulkā darbojās teātris, kura iestudējumiem dižkareivis K. Baltgailis veidoja dekorācijas un kostīmus. Imantas pulks no Vladivostokas uz Latviju devās 1920. gada 25. februārī un Latvijā ieradās 1920. gada 5. jūnijā. Brauciena laikā Imantas pulks uz kuģa izdeva žurnālu “Kaija”, tajā savus novērojumus, dzejoļus un piedzīvojumus ceļā publicēja kuģa pasažieri; kopumā iznāca pieci žurnāla numuri, bet sesto izdeva jau Rīgā 1921. gadā. Uz kuģa nebija rakstāmmašīnas, tāpēc katrs žurnāls tapa vienā rokraksta eksemplārā. Rokrakstā izdotos sešus žurnāla numurus 1922. gadā apgāds “Valters un Rapa” izdeva grāmatas formātā “Kaija. Imantas pulka strēlnieku žurnāls”, kuras vāku rotāja K. Baltgaiļa zīmējums “Kaijas skrējiens uz dzimteni” – viņš žurnālam kopumā bija uzzīmējis desmit zīmējumus.

Savos darbos mākslinieks ir iekodējis gan subjektīvu emocionālu pārdzīvojumu par dzimtenē notiekošo, gan sausu, dokumentāli ilustratīvu pieeju – zīmējumi tapa gan kā vizuāls, gan emocionāls ceļojuma dokuments. Uzsvērts latviskais patriotisms un nacionālais lepnums dominē daudzos zīmētos žanriskos motīvos ar jaunās Latvijas Republikas karogu un dzimtenes ainavās. Emocionālākais darbs ir arī pastkartē izdotais zīmējums “Mana dzimtene” (1920); tajā redzama posta aina – nodegusi dzīvojamā ēka, kapu krusti, šāviņu salauzīti koki. To ietver divkāršs ērkšķu vainags, no kura pil asinis, – tā domāta kā alūzija ar Jēzus ērkšķu vainagu, ciešanu simbolu.

Pēc atgriešanās Latvijā, 1920. gada maijā, K. Baltgailis strādāja Cēsīs par zīmēšanas skolotāju arodskolā un Margaritas Neijas sieviešu ģimnāzijā. No 1922. līdz 1944. gadam viņš bija zīmēšanas un mākslas vēstures pasniedzējs Jelgavas Skolotāju institūtā. No 1926. līdz 1940. gadam K. Baltgailis bija viens no mākslinieku biedrības “Zaļā vārna” dibinātājiem un ilggadējiem tās vadītājiem. Viņu interesēja kultūras un mākslas pasākumu organizēšana, bet ne politika vai pasākumi saimnieciskā jomā.

Latvijas Republikas sākuma gados pēc viņa ierosmes sasauca sapulci Jelgavas Latviešu biedrībā, kur nolēma organizēt Zemgales vēstures un mākslas muzeju. K. Baltgaili ievēlēja par šī muzeja mākslas nodaļas pārzini. Mākslinieks gleznoja arī dekorācijas Jelgavas Latviešu teātrim. Otrā pasaules kara beigās, kad tika nopostīta Jelgava, gāja bojā mākslinieka iedzīve un darbi – sadega apmēram 300 gleznu; vēlākos gados viņš daļu bojā gājušo darbu atjaunoja. 1944. gada decembrī K. Baltgailis atkal pārcēlās uz Cēsīm, kur no 1945. līdz 1950. gadam strādāja Cēsu Skolotāju institūtā un no 1950. līdz 1956. gadam – Cēsu 2. vidusskolā. No 1945. gada viņš bija Latvijas Padomju Sociālistiskās Republikas Mākslinieku savienības biedrs, 1950. gadā tika izslēgts, bet 1958. gadā atjaunots. 1956. gadā kopā ar Cēsīs dzīvojošajiem māksliniekiem K. Baltgailis noorganizēja pirmo novada mākslinieku darbu izstādi, kas nākamajos gados kļuva par ikgadēju tradīciju.

Mākslinieka produktīvākais posms, kad parādās viņa gleznotāja briedums un izteiksmes stilistiskajos līdzekļos sāk dominēt dekoratīvi laukumi klusinātā kolorītā apvienojumā ar līniju ritmu ekspresivitāti, ir 20. gs. 30. gadi. Īpaša nozīme K. Baltgaiļa mākslā ir latviešu strēlnieku cīņu atainojumam īpatnējā lakoniskā stilā. Vienkāršās, mazliet skarbās līnijās strēlnieku gaitas temperas tehnikā ir gleznotas bez lieka patosa, uzsverot strēlnieku cīņu traģisko būtību, ārējo skarbumu un iekšējo dvēselisko trauslumu. Gleznas tikai nosacīti ir uzskatāmas par dokumentāliem darbiem, jo autors ir brīvi miksējis faktus un leģendas par vietām un cilvēkiem. Ņemot vērā to, ka K. Baltgailis bija saistīts ar Penzas skolas laika latviešu agro modernismu, viņš izmantoja šo sintezējošo, vispārinošo, bet realitātei piesaistīto tēlojumu nākamajos gadu desmitos. Gleznotāja strēlnieku ainas bija izstrādātas kā stāstošas tematiskas kompozīcijas ar plastiski vienkāršotu plakņu un līniju noteiktību. Kolorītā valdošie pelēcīgie toņi padarīja strēlnieku ikdienas dzīves ainas par savdabīgi spokainu vizionāru pagātnes konservāciju. K. Baltgaiļa gleznas izdomas, detaļu, kolorīta un uzsvērti dekoratīvo līniju izvēlē ir ļoti pārdomātas. K. Baltgailis vienkāršotās formās un dekoratīvā krāsziedā gleznās radījis simbolisku bezlaicības auru ar mītiski cēlu pieskaņu Pirmā pasaules kara latviešu strēlnieku varonībai.

Papildu batālijām K. Baltgailis arī daudz gleznoja cita žanra gleznas; bieži bija tēlotas Piebalgas puses ainavas, zemnieku darbu gaitas druvā un pļavā, saulainas Latvijas ainavas, klusās dabas un arī portreti, kuros visbiežāk bija attēloti tuvinieki, ģimenes locekļi un tuvi draugi, tika gleznoti arī pašportreti. Sadzīves žanra kompozīcijām piemita optimistisks skatījums uz ikdienas sadzīviskām parādībām. K. Baltgailis īpaši pievērsās arī reliģiskiem sižetiem. Viņš daudz gleznoja evaņģēlijos sastopamas ainas, kā, piemēram, Kristus un samariešu sieva, Kristus pie Ģenecaretes ezera un vairākas gleznas ar Kristus krustā sišanas ainu. Šajās temperas tehnikas gleznās vadošais motīvs ir parādīt dievišķo starojumu, vienotību ar visaptverošo Dieva pasauli, kas gleznieciski tīklojas neskaitāmās mirdzošās asīs starp zemi un debesīm. K. Baltgailim tuvā monohromā, zilgani pelēkā krāsainība ir redzama arī Golgātas kalna ainā (nav datējuma un nosaukuma), kas atrodas Cēsu Muzeja krājumā.

K. Baltgailis savos darbos ir daudz ilustrējis latviešu strēlniekus Pirmajā pasaules karā un Latvijas Neatkarības kara cīņās. Viņš ir viens no spilgtākajiem 20. gs. sākuma Latvijas mākslas pedagogiem, mākslas izstāžu kurators visā Latvijā; 1926. gadā izveidoja un līdz 1940. gadam vadīja mākslinieku apvienību “Zaļā vārna”, bija mākslas kritiķis.

K. Baltgailis ir saņēmis IV pakāpes Jura krustu (Георгиевский крест) par varonību kaujā pie Mazās Juglas upes 1917. gada 20. augustā.