Най-значителното дело на братя Шкорпил до началото на разкопките в Абоба-Плиска е инициативата за проучването на Мадарския релеф. За първи път Мадарският конник е описан от Феликс Каниц в съчинението му „Donau-Bulgarien und der Balkan“ /1872 г./, а през 1884 г. Константин Иречек, след наблюдения с далекоглед и разчитането на отделни думи, го определя като паметник от тракийско време.
През 1895 г. Хермин и Карел Шкорпил първи правят подробна документална скица на скалния релеф, с три надписа около него. Карел отделя специално внимание на релефа, снема един сравнително точен препис от надписите, които малко по-късно издава в авторитетно виенско списание и пръв установява, че се четат имената на Крум и Омуртаг. Той споделя: „За да изучим подробно интересния скален релеф при с. Мадара, построихме с брат ми Хермин на собствени разноски, подпомогнати от Археологическо-епиграфският семинар при Виенския университет, едно скромно скеле от 25 метра, върху няколко подвижни дъски, надвиснали от скелето навън и една подвижна стълбичка, залепена до скалата. Преписах дотогава неизвестния надпис произлизащ от Първото българско царство и рисувах релефа в продължение на няколко дни“. Благодарение на него се появява за първи път подробен точен образ на целия паметник, а заслугите му за изучаването на скалния релеф са извънредно големи. А. Протич директор на Народния музей в София (1920-1928 г.), пише: „Шкорпил хвърли такава ярка светлина Върху Мадарския релеф, че се откри широка перспектива за работа на учените“.
    Във връзка със своите проучвания Карел събира местни предания и легенди. Според едно предание някакъв латински цар, докато ходел на лов на платото, паднал от скалите и в негова чест образът му бил изсечен на скалата. В друго предание, споменато пак от Шкорпил, се допълва, че този цар управлявал Абоба. В неговите бележки е записано и едно предание на Станчо Мавродинов, жител на село Мадара, според което местното турско население свързвало конника със Св. Георги, чието тържество се празнувало най-редовно по традиция.
    През 1924 г., по време на мащабни проучвания в района, Народният музей построил здраво скеле, три пъти по-широко от това построено от братята през 1895 г., с което паметникът станал достъпен от всички страни и удобен за снимки. Като един от ръководителите на разкопките, Карел Шкорпил използва скелето за ново подробно проучване и за нова по-точна снимка на релефа и надписа.
    Интересът на Карел Шкорпил към скалния релеф не е бил случаен, а част от неговите подробни проучвания на полето около тогавашното село Абоба-Плиска, където се намирали полузасипаните руини на внушителен старинен град, определян като римски лагер.