1881. október 10-én született a felvidéki Léván. Már kiskorában rajongott a természetért, különösen a madárvilág vonzotta. Önképzéssel szerzett tudást a trópusok élővilágáról, megismerkedett kora jelentős szakembereivel, többek közt Herman Ottóval és Bíró Lajossal. Családjának nem volt pénze taníttatására, fizetéséből a megélhetésre sem futotta, ezért néha már az öngyilkosság gondolatát fontolgatta.
Helyzete 1902-ben fordult jobbra, amikor – főiskolai tanulmányait be sem fejezve – a szomszédos Tatrangon vállalt tanítói állást. Megszerette ezt a helyet, ahol szenvedélyének, a vadászatnak is hódolhatott, mégis csak néhány hónapot töltött itt, valóra vált ugyanis nagy álma: preparátorként részt vehetett Damaszkin Arzén bácskai földbirtokos afrikai vadászkirándulásán. Az utazás költségét neki kellett előteremtenie, amiben segítségére volt a Nemzeti Múzeum, melytől szabadságot és egyévi fizetést kapott, cserébe vállalta, hogy gyűjtést végez az intézmény állattára számára.
Az expedíció 1903 elején érkezett Kelet-Afrikába, Mombasa kikötőjébe, de Damaszkin hamarosan hazautazott, magára hagyva a maláriás lázrohamoktól szenvedő Kittenbergert, aki egy német orvos gondos kezelésének köszönhetően gyógyult fel. Ezután vadállatok befogásából tartotta fenn magát a mai Kenya, Uganda, Tanzánia területén, és a megállapodásnak megfelelően sokáig a múzeum részére is feladta a madarakkal, hüllőkkel, emlősökkel teli ládákat.
1906-ban hazajött néhány hónapra, de az év végén már a Vörös-tenger délkeleti csücskében és az igen veszélyes, szinte még teljesen feltáratlan, könyveiben holdbéli tájként jellemzett Danakil-mélyföldön, Abesszíniában gyűjtött, kutatott. Katonai behívója miatt hazajött, de az egyéves szolgálat után ismét a fekete földrészre utazott. 1908–12 között bejárta a Viktória-tó környékét, innen a Budapesti Állatkert részére nagy élőállat-gyűjteménnyel tért haza. A világháborút megelőző két esztendőben – negyedik afrikai útján – Ugandában és Belga Kongóban gyűjtött és vadászott, sok dokumentumértékű fényképfelvételt is készített.
Az első világháború kitörésekor Ugandában ellenséges ország polgáraként tartóztatták le a britek; felszerelését és gyűjteményét elkobozták, őt Indiába internálták. A hadifogságból 1919 végén szabadult, hazatérve Nagymaroson telepedett le, majd megnősült, Afrikában szerencsétlenül járt vadásztársa húgát vette feleségül. 1920-ban a Nimród Vadászújság felelős szerkesztője, 1929-ben kiadótulajdonosa lett.
1925–26-ban ismét Ugandában, az ottani őserdőkben gyűjtött és vadászott, végül 1928–29-ben, utolsó afrikai útján is Uganda nyugati vidékén a nagyvadak és madarak életét tanulmányozta az ugyancsak szenvedélyes vadász Horthy Jenő – a kormányzó öccse – segítségével és társaságában. Akkor készített fekete-fehér mozgófilmjét a Nemzeti Filmarchívum őrzi.
Kittenberger Kálmán hat alkalommal összesen 16 évet töltött Afrikában, s több mint 60 ezer példányból álló anyaggal gazdagította a Magyar Nemzeti Múzeum állattani gyűjteményeit. Gyűjtése mintegy 300 új állatfajt tartalmazott, közülük csaknem negyvenet róla neveztek el. Afrikai éveiről fordulatokban bővelkedő, olvasmányos könyveiben emlékezett meg: Vadász- és gyűjtőúton Kelet-Afrikában (1927), A megváltozott Afrika (1930), Kelet-Afrika vadonjaiban (1955), A Kilimandzsárótól Nagymarosig (1956), Vadászkalandok Afrikában (1957), Utolsó afrikai vadászatom (1971).
Kittenberger Kálmán az egyik legnagyobb Afrika-kutató volt; senki sem rendelkezett olyan átfogó ismeretekkel Afrika állatvilágáról, mint ő, és vadászként is a legnagyobbak közé tartozott.