Carême s-a născut la Paris, dar a fost abandonat în 1792, deoarece părinții săi erau foarte săraci. A lucrat ca ajutor de bucătar la o cafenea ieftină din Paris, în schimbul unei camere și a hranei. În 1798, a fost ucenic la Sylvain Bailly, un celebru pâtissier (brutar de prăjituri) cu un magazin lângă Palais-Royal.
Carême a devenit faimos în Paris pentru centrele sale de tort, pe care Bailly le punea în vitrina pâtiseriei. Centrele de masă aveau uneori o înălțime de câțiva metri și erau realizate doar din produse alimentare precum zahăr, marțipan și produse de patiserie. El le-a modelat după temple, piramide și ruine antice despre care a citit în cărțile pe care le-a studiat la Biblioteca Națională a Franței (Bibliothéque Nationale). Unele dintre lucrările sale din zahăr erau atât de puternice încât bufonii de la curte puteau dansa pe ele pentru a-l distra pe rege.
Carême a lucrat și pentru alte persoane, de exemplu pentru diplomatul și gurmandul francez Charles Maurice de Talleyrand-Périgord, precum și pentru alți membri ai înaltei societăți pariziene, inclusiv pentru Napoleon. Când a lucrat în bucătăriile private, a învățat rapid despre felurile principale.
Napoleon nu era interesat să aibă parte de mâncare sofisticată, dar știa despre contactele sociale care erau importante pentru diplomați. În 1804, i-a dat bani lui Talleyrand pentru a cumpăra Château de Valençay. Când Talleyrand s-a mutat acolo, l-a luat pe Carême cu el.
Carême a fost pus la încercare de Talleyrand: trebuia să creeze meniuri pentru un an întreg, fără să le repete, și să folosească doar alimente care erau de sezon. Carême a trecut testul și și-a terminat pregătirea în bucătăriile lui Talleyrand. Când Napoléon a fost învins, Carême a plecat la Londra pentru o perioadă de timp și a servit ca bucătar-șef al Prințului Regent, mai târziu George al IV-lea. S-a întors în Europa pentru a lucra pentru țarul Alexandru I la Sankt Petersburg, înainte de a se întoarce la Paris, unde a fost bucătarul-șef al bancherului James Mayer Rothschild.
A murit la Paris, la vârsta de 48 de ani, și este înmormântat în Cimetière de Montmartre din Montmartre.
.