В Нью-Йорке в еврейской семье Луиса и Сэди Карфункл 18 июня 1918 года родился сын. Мальчика назвали Джеромом. Луис был родом из Польши, Сэди перебралась в Штаты из Венгрии. Все родичи оказались не чужды артистической среде: рисовали, музицировали, выступали на публике. А дедушка с отцовской стороны оформлял на высокохудожественном уровне дома состоятельных горожан.
«Мама прекрасно играла на органе и пианино, — написал в автобиографии Джером, — она надеялась, что из меня выйдет профессиональный пианист. Но я терпеть не мог выступать. Зато с ранних лет меня захватило чудо науки!»В должное время Джерри, как называли его близкие и друзья, поступил в обычную нью-йоркскую школу. Однако стандарты обучения были иные, чем сейчас. Дисциплина, требовательность, воспитание характера — вот что вспоминал о школе Карле. Кроме того, способные ученики занимались по особой программе. Так в 14 лет Джером оказался в одном классе с ребятами постарше.
«Я ходил на дополнительные занятия по физике и химии, — вспоминал ученый,—преподавал их один и тот же педагог, стремившийся поддерживать мой энтузиазм!»
Но не только знания влекли Джерома. При любой возможности он предавался радостям спорта: летние заплывы в океане, коньки зимой и, конечно же, все популярные американские игры в мяч.
В 1933-м пятнадцатилетним подростком Джерри поступил в Городской колледж Нью-Йорка. Вначале было тяжело: иные требования, большая нагрузка, да еще на дорогу уходило по три часа в день. Зато обучение почти бесплатное — всего лишь доллар в год за библиотечную карточку. Пианино пришлось оставить — в аудиториях колледжа Джерома ждали математика, физика, общественные науки и литература. Среди обязательных предметов — двухгодичный курс риторики и публичных выступлений. При изрядной нагрузке Карфункл взял дополнительные часы по математике, физике, химии и биологии. После окончания колледжа Джерри год изучал биологию в Гарварде, где в 1938 году получил степень магистра. А в Гарвардскую медицинскую школу молодого человека не приняли — в США действовали негласные квоты на поступление евреев в высшие учебные заведения.
Видно, это происшествие и навело на мысль сменить слишком уж говорящую фамилию.
Пару лет начинающий ученый трудился в департаменте здравоохранения Олбани, где внес свой первый вклад в науку: разработал метод определения допустимого количества фтора в водных резервуарах.
В 1940-м Джером поступил на химический факультет Мичиганского университета, где помимо необходимых знаний о методах изучения строения вещества, основанных на рассеянии ускоренных электронов, встретил свою будущую супругу, Изабеллу Лугоски, также страстно влюбленную в физическую химию. Чету молодых ученых пригласили участвовать в Манхэттенском проекте.
В 1944 году Джером получил степень доктора философии. С конца 40-х супруги работали в Исследовательской лаборатории ВМС США. Там Джерри руководил проектом, а в помощь ему направили бывшего однокашника по колледжу Герберта Хауптмана. Они решали задачу применения рассеивания рентгеновских лучей для определения структуры вещества. В работе над проблемой помогло прекрасное знание математики. Ученые нашли способ применять в анализе результатов своих опытов уравнения Сейра и разработали прямые методы расшифровки трехмерных молекулярных структур с помощью рентгеновской кристаллографии.
Когда в конце 50-х появились первые публикации на эту тему, работы Карле подверглись разгромной критике. Однако постепенно, во многом благодаря стараниям Изабеллы, специалиста по кристаллографии, проводившей необходимые опыты и исследования, критика стихла: даже самые яростные противники признали: метод работает!
За свои труды Джером Карле и Герберт Хауптман были удостоены Нобелевской премии по химии 1985 года. Теперь их метод повсеместно используется для изучения биологических, химических и физических характеристик вещества.
Джером был разочарован тем, что звание лауреата не присудили его жене, чьи старания доказали истинность теории, и хотел даже отказаться от Нобеля. А узнал Карле о запоздалом признании своих заслуг, находясь в кресле летящего самолета, — возвращался домой с очередной конференции.
Нобелевская премия — далеко не единственная награда ученого. Он являлся почетным доктором Мэрилендского университета в Колледж-Парке и почетным доктором Ягеллонского университета в Польше.

В 2009 году супруги Карле вместе завершили карьеру. Их торжественно проводили на пенсию, вручив обоим награду ВМС США за выдающуюся гражданскую службу.
Занимаясь наукой, Карле не забывали и о родительских обязанностях — Джером и Изабелла воспитали трех дочерей, и все девочки пошли в науку — по стопам родителей.
Джером Карле закончил свой жизненный путь 6 июня 2013 года в возрасте 94 лет.