Działalność polityczna W okresie 1989–1991 sprawował mandat senatora I kadencji, wybranego w województwie wrocławskim z ramienia Komitetu Obywatelskiego. Na początku lat 90. współtworzył Solidarność Pracy, następnie Unię Pracy. Był jej honorowym przewodniczącym, rezygnując z tej funkcji oraz z członkostwa w partii w 1995. W 2005 wszedł w skład komitetu wyborczego Włodzimierza Cimoszewicza w wyborach prezydenckich.
Śmierć i pogrzeb thumb|Grób Karola Modzelewskiego na cmentarzu Wojskowym na Powązkach Karol Modzelewski zmarł 28 kwietnia 2019 w Warszawie. 8 maja 2019 został pochowany na cmentarzu Wojskowym na Powązkach (kwatera A2/Aleja Zasłużonych/11).
W pogrzebie, który miał charakter prywatny i świecki, uczestniczyli m.in. byli prezydenci RP Bronisław Komorowski i Aleksander Kwaśniewski, wicemarszałek Senatu Bogdan Borusewicz, rzecznicy praw obywatelskich z Polski (Adam Bodnar) i z Czech (Anna Šabatová), były pierwszy prezes Sądu Najwyższego Adam Strzembosz, prezydent Wrocławia Jacek Sutryk, a także szereg innych osób publicznych i należących do środowiska akademickiego, m.in. Władysław Frasyniuk, Józef Pinior, Andrzej Friszke. Ceremonię poprowadził Wojciech Malajkat.