Het incident volgt op de dodelijke aanval van donderdag op een Jehova's Getuigen-hal in Hamburg.
De politie in Karlsruhe had het gebied in het centrale deel van de stad afgezet omdat het gevaar onduidelijk was, zei de politie op Twitter.
Een telefonisch bereikbare woordvoerder zei niet hoeveel gijzelaars er waren of hoe lang de operatie al gaande was.
De Duitse krant Bild meldde dat de situatie rond 16.30 uur plaatselijke tijd begon, en dat de politie in contact stond met de vermeende gijzelnemer.
Karlsruhe, niet ver van de Franse grens, is een stad met ongeveer 300.000 inwoners en de thuisbasis van het Federale Hof van Justitie, het hoogste gerechtshof van Duitsland.
De politie riep de bewoners op om het gebied te mijden, en zei dat degenen die niet naar huis konden, hun toevlucht konden zoeken in een nabijgelegen school.
