Estudió química en la Universidad de Zúrich con Alfred Werner y después de obtener el doctorado en 1911, pasó unos años como asistente en el Instituto Químico.

Posteriormente, obtuvo un puesto en el Instituto Quimioterápico George Speyer de Fráncfort del Meno, donde fue ayudante de Paul Ehrlich.

Karrer se casó y tuvo dos hijos.

En 1938 consiguió sintetizar el compuesto denominado alfatocoferol, que corrige la esterilidad carencial de manera análoga a la vitamina E.

En 1937 le fue otorgado el premio Nobel de Química, que compartió con Walter Norman Haworth, por sus investigaciones sobre los carotenoides, flavinas y la vitamina A y vitamina B2