Kerényi Károly a budapesti Pázmány Péter Tudományegyetemen 1919-ben bölcsészdoktori, 1920-ban görög–latin szakos tanári oklevelet szerzett. Tanulmányait a greifswaldi, a heidelbergi és a tübingeni egyetemeken egészítette ki, majd a görög és római vallástörténet tárgykörben magántanári képesítést szerzett a Pázmány Péter Tudományegyetem Klasszika-Filológiai Intézetében (1926–1934). 1934–1940 között a pécsi Erzsébet Tudományegyetem Klasszika-Filológiai Intézetének tanára, 1940–1949 között a szegedi Horthy Miklós Tudományegyetem Klasszika-Filológiai Tanszék tanszékvezető tanára. 1943-ban Svájcba távozott, így 1943 áprilisától helyettesítették. Egyetemi beosztása azonban még megmaradt, így vendégprofesszorként oktatott a baseli egyetemen (1944–1948). 1948-tól a Junggal közösen alapított zürichi C. G. Jung-Institut (1948–1966) főmunkatársa és kutatásainak vezetője lett. Már 1934-ben ajánlották a Magyar Tudományos Akadémia levelező tagjává, ám akkor ezt a szavazáson elutasították, végül 1946-ban döntöttek felvételéről, amikor már nem tartózkodott az országban. Svájci tartózkodása véglegesnek bizonyult, itt érte a halál 1973. április 14-én. Hagyatékát felesége, Kerényi Magda gondozta és rendezte sajtó alá. Kerényi Károly könyvtárát a Pécsi Tudományegyetem Klasszika-filológia Tanszéke őrzi.