Nach einem Studium der Romanischen Philologie und der Geschichte an den Universitäten Heidelberg und Paris, das er mit der Promotion und dem Staatsexamen für das Lehramt an Gymnasien abschloss, führte ihn sein beruflicher Werdegang zunächst als Assistent von Hans-Robert Jauß an die Universitäten Münster, Gießen und Konstanz. Nach der Habilitation in Konstanz wurde Bender 1971 an die Universität Trier berufen, wo er sich tatkräftig am Aufbau der Fächergruppe Romanistik beteiligte. 1980 erhielt er einen Ruf an die Universität Lausanne in der Schweiz, den er aber zugunsten eines Verbleibs in Trier ablehnte. 1981 bis 1983 war er Dekan des Fachbereiches II "Sprach- und Literaturwissenschaften".
Aus Benders Schwerpunkten in Lehre und Forschung - der romanischen Heldenepik, den deutsch-französischen Beziehungen und dem facettenreichen Beziehungsgeflecht zwischen Literatur und Macht - gingen zahlreiche Examensarbeiten, Promotionen und Publikationen hervor sowie zwei große Forschungsprojekte. Das erste Forschungsprojekt war der französischen Kreuzzugsepik gewidmet und führte 1984 zum ersten internationalen Kolloquium zur französischen Kreuzzugsepik, das zahlreiche Forscher des In- und Auslandes an die junge Universität Trier führte. Das zweite große Forschungsprojekt, das sich über rund zwei Jahrzehnte erstreckte, führte zu der dreibändigen Edition der Memoiren
Johann Christian von Mannlichs, des Hofmalers und Baudirektors am Zweibrücker Hof und späteren Zentralgaleriedirektors in München.
Seine Forschungen zu den deutsch-französischen Beziehungen bescherten Karl-Heinz Bender nicht nur das aufmerksame Interesse der deutschen und französischen Presse und Politik, sondern auch eine Reihe von Ehrenämtern und Ehrungen: 1988 erhielt er die "Palmes académiques", einen Orden, mit dem Frankreich seine akademischen Eliten auszuzeichnen pflegt. Im Jahre 1990 wurde Bender für seine Verdienste um die deutsch-französischen Beziehungen mit dem "Prix France – Allemagne" durch Alain Poher, den Präsidenten des Senates der Französischen Republik, ausgezeichnet und 2003 wurden Benders "Palmes académiques" mit dem Rang eines "Commandeurs" geschmückt.
Der Trierer Öffentlichkeit ist Prof. Dr. Karl-Heinz Bender als ständiger Vertreter des Präsidenten der Universität Trier im Vorstand der Deutsch-Französischen Gesellschaft und als Organisator einer vielbeachteten Vortragsreihe zu den deutsch-französischen Beziehungen bekannt. Diese Reihe führte bedeutende Persönlichkeiten aus Politik und Wissenschaft, nach Trier wie etwa Otto von Habsburg, August Graf von Kageneck, Alfred Grosser, André Glucksmann.
