Manhattanban született és nevelkedett, felmenői lengyel bevándorló zsidók voltak. Ő maga egy második generációs amerikai zsidó szabómester fia volt, aki a saját szabóműhelyéből származó jövedelemből tartotta el családját. Özvegye szerint Kornbluth „koraérett gyermek” volt, már háromévesen tudott olvasni, s első történeteit hétéves korában írta. Középiskolai tanulmányait tizenhárom évesen fejezte be, de nem kapott végzettséget igazoló bizonyítványt, mert egy hallgatói sztrájk vezetése miatt kicsapták. Tizenévesen lett tagja a "Futurians" nevű, a tudományos-fantasztikus irodalomra döntő hatást gyakorló csoportnak. Tagsága ideje alatt barátságot kötött Frederik Pohl-lal, Donald A. Wollheimmel, Robert A. W. Lowndes-szel, valamint későbbi feleségével, Mary Byers-szel. A "Fantasy Amateur Press Association"-nak szintén tagja volt. A második világháború alatt Európában szolgált. Nehézgéppuskásként részt vett az Ardenneki offenzívában, katonai érdemeiért bronzcsillagot kapott. Leszerelése után a Chicagói Egyetemen szerzett diplomát. Chicagói évei alatt a "Trans-Radio Press" munkatársaként tevékenykedett. 1951-től teljes idejét az írásnak szentelte, visszatért New York-ba, ahol Frederik Pohl-lal és Judith Merril-lel közösen írt regényeket.