Carnot var først bestemt for prestestanden, men studerte i stedet matematikk. Han var først ingeniørsoffiser og ble i 1791 medlem av den lovgivende forsamling, og i 1792 av konventet, der han gjorde seg bemerket som venstresidens mest sakkyndige medlem på det militære området. I 1793-95 var han medlem av Comité de salut public (). Overbevist om nødvendigheten av en kraftig politikk innad, fulgte han lenge samme politiske kurs som Robespierre og tok aktiv del i Dantons fall, selv om han senere prøvde å fornekte sin del av skrekkveldet. Carnot hadde i velferdskomiteen mest med militære anliggende å gjøre, og revolusjonsarméens fremganger har delvis Carnot æren for. Han var imidlertid kjølig stemt mot Robespierres religiøse planer, og distanserte seg mer og mer fra ham og stod i konflikt med ham ved hans fall.