Carême se narodil v Paříži, ale v roce 1792 byl opuštěn, protože jeho rodiče byli velmi chudí. Pracoval jako kuchař v levné pařížské kavárně výměnou za pokoj a jídlo. V roce 1798 se vyučil u Sylvaina Baillyho, slavného pâtissiera (pekaře dortů) s obchodem poblíž Palais-Royal.
Carême se v Paříži proslavil svými dortovými středy, které Bailly vystavoval ve výloze pâtisserie. Tyto středové dekorace byly někdy vysoké i několik metrů a byly vyrobeny pouze z potravin, jako je cukr, marcipán a pečivo. Modeloval je podle chrámů, pyramid a starověkých ruin, o nichž četl v knihách, které studoval ve francouzské Národní knihovně (Bibliothéque Nationale). Některá jeho cukrová díla byla tak silná, že na nich mohli tančit dvorní šašci, aby pobavili krále.
Carême pracoval i pro další osoby, například pro francouzského diplomata a gurmána Charlese Maurice de Talleyrand-Périgord a další členy pařížské vyšší společnosti, včetně Napoleona. Při práci v soukromých kuchyních se rychle seznámil s hlavními chody.
Napoleon neměl zájem o luxusní jídlo, ale věděl o společenských kontaktech, které byly pro diplomaty důležité. V roce 1804 dal Talleyrandovi peníze na koupi zámku Château de Valençay. Když se tam Talleyrand přestěhoval, vzal s sebou i Carêmea.
Talleyrand zadal Carêmeovi zkoušku: musel sestavit jídelníček na celý rok, aniž by se opakoval, a používat pouze potraviny, které měly zrovna sezónu. Carême ve zkoušce obstál a absolvoval školení v Talleyrandových kuchyních. Když byl Napoléon poražen, odjel Carême na čas do Londýna a sloužil jako šéfkuchař u prince regenta, později Jiřího IV. Po návratu do Evropy pracoval pro cara Alexandra I. v Petrohradě a poté se vrátil do Paříže, kde byl šéfkuchařem bankéře Jamese Mayera Rothschilda.
Zemřel v Paříži ve věku 48 let a je pohřben v Cimetière de Montmartre na Montmartru.
Ve věku 48 let zemřel v Paříži.