Karl Pamperrien wurde am 11. August 1845 in Crivitz in Mecklenburg geboren. Er studierte Theologie in Rostock und Berlin und trat Juni 1876 in das Leipziger Missionsseminar ein.

Am 23. Mai 1877 wurde er nach Indien abgeordnet, wo er im Frühjahr 1878 bei Missionar Schäffers Urlaubsreise die Zentralschule übernahm.

Pamperrien heiratete am 7. Oktober 1879 Emma Herre in Cuddalore. Die beiden Töchter Martha und Maria waren später ebenfalls im Missionsdienst tätig.

Ende 1879 übernahm er Tanjore (heute Thanjavur) und Aneikadu, im Frühjahr 1885 dann das Seminar in Porayar. Nach Missionar Kremmers Tod im Juli 1887 wurde er dessen interimistischer Nachfolger im Seniorat und Vorsitzender im Kirchenrat. Er reiste im März/April 1889 nach Rangoon (Burma).

Im Oktober 1892 wurde er zum Senior ernannt und im Frühjahr 1899 zum Senatsmitglied der Universität Madras (heute Chennai). Pamperrien erhielt 1901 den Titel Propst. Er verlegte am 1. Oktober 1911 die Missionsleitung von Tranquebar (heute Tharangambadi) nach Madras. 1913 wurde er Doktor der Theologie und verbrachte die Kriegsjahre in Kodaikanal.

Er lebte später als Emeritus bei seiner Tochter Martha in Tostedt, Hannover, und starb dort am 24. November 1925.