Carpenter led av anorexia nervosa og var fiksert på diett fra midten av 1970-tallet. Hun oppsøkte profesjonell hjelp mot sykdommen uten særlig resultat. Spiseforstyrrelsen førte til en alvorlig hjertefeil som hun døde av i en alder av 32. Hennes død førte til økt oppmerksomhet rundt anorexia og bulimi nervosa i media. Dette var første gang spiseforstyrrelser ble bredt omtalt og drøftet i amerikanske offentlighet. Diagnosen ble offentlig bekreftet først etter at hun var død. Familien stiftet the Karen A. Carpenter Memorial Foundation som støtter forskning på spiseforstyrrelser.