Fenerbahçe altyapısında çalıştıktan sonra ilk teknik direktörlük deneyimini Kardemir Karabükspor'u çalıştırarak yaptı. Daha sonra Sivasspor'un başına geçti ve Yiğidoları sezon sonu takımı 1. Lig şampiyonu yapıp tarihinde ilk kez Süper Lig'e çıkardı. İsmail Kartal, 2006-2007 sezonunda Mardinspor'un başında başlamış, sezon ortasında görevinden ayrılarak Malatyaspor'un başına geçmiştir. Ardından Malatyaspor'u bırakıp FB TV'de yorumculuğa başlamıştır. 2007-2008 sezonunun 18.haftasının ardından Orduspor'un başına geçti. 2008-2009 Konya Şekerspor teknik direktörlüğünü yapmıştır.
2010-2014 sezonları arasında Fenerbahçe'de yardımcı antrenör olarak görev yaptı. 2014-2015 sezonu başında, teknik direktörlüğe getirildi. Fenerbahçe'deki teknik direktörlük kariyerinde ilk derbi galibiyetini 8. haftada deplasmanda oynandığı Beşiktaş maçını 2-0'lık skorla elde etmiştir.
11 Ekim 2015 tarihinde Süper Lig ekiplerinden Eskişehirspor ile anlaşmıştır.12 Kasım 2015 tarihinde Eskişehirspor'daki görevinden istifa etti.
2017-18 sezonu başında Ankaragücü ile anlaşan İsmail Kartal sezon sonunda ligi ikinci bitirerek 6 sezon aradan sonra takımı Süper Lig'e çıkartma başarısını gösterdi.
İsmail Kartal sonrasında Çaykur Rizespor ve Konyaspor’u da çalıştırmıştı.
İsmail Kartal son olarak, Erzurumspor ile anlaşmış ve sözleşme imzalandıktan sonra takım ile 5 gün idmanlara çıkmıştı. Sonrası ise ‘Enerjim ve motivasyonum yok’ diyerek istifa etmişti.
her tarafımız vizyon oldu amq
Galatasaray sıkıştıkça Fatih Terim'e dönüyor. En azından adres net. Fener sıkıştıkça aynı adres değiştiriyor; Ersun Yanal, İsmail Kartal, Aykut Kocaman etrafında dönüp duruyor. Ben Galatasaraylıyım ama Feneri de yakından takip ediyorum. Ezeli rakip ebedi dosttur benim için. Açıkçası takımın başına Emre'yi getirmelerini istedim içten içe. Fenerin Fatih Terim'i olabilecek tek kişi bence Emre Belözoğlu.