Hempel besuchte ein Realgymnasium in Berlin begann sein Studium ab 1923 an der Universität Göttingen in den Mathematik und Philosophie. Hier lernte er David Hilbert kennen und war von dessen Idee Widerspruchsfreiheit der Mathematik mit Hilfe elementarer Methoden zu beweisen beeindruckt.
Nach einem kurzen Aufenthalt in Heidelberg er ab 1924 in Berlin Mathematik Philosophie und Physik. 1929 nahm er am ersten Kongress für Philosophie teil der von den Berliner Positivisten organisiert wurde. Hier traf er Rudolf Carnap von dem er so beeindruckt war er nach Wien zog und dort in Wiener Kreis aufgenommen wurde. 1934 erhielt er den Doktorgrad der Unversität mit einer Dissertation über Wahrscheinlichkeitstheorie.
Er emigrierte mit Hilfe von Paul nach Belgien. 1936 veröffentlichten beide gemeinsam das Buch Der Typusbegriff im Lichte der neuen Logik .
1937 erhielt Hempel eine Einladung der Universität Chicago als wissenschaftlicher Assistent der Philosophie. 1939 emigrierte er in die USA. Er am New York City College und von 1940 — 1948 am Queens College. Er beschäftigte sich dieser Zeit mit Bestätigungs- und Erklärungstheorie und mehrere Artikel zu diesen Themen.
Philosophie der Naturwissenschaften München 1983 ISBN 3423041447
Essaysammlungen:
Aspects of Scientific Explanation and Other Essays 1970 ISBN 0029143403
The Philosophy of Carl G. Hempel: Studies Science Explanation and Rationality 2000 ISBN 0195121368
Hempel entwickelte mit Paul Oppenheim das oder Gesetzesschema eine Theorie des Erklärens. Nach deduktiv-nomologischen Erklärung kann ein Ereignis dadurch erklärt werden es aus allgemeinen Gesetzen und einer Reihe Anfangsbedingungen gefolgert werden kann.