איתמר כרמלי ערך את הופעת הבכורה שלו כסולן בגיל 15 עם התזמורת הסימפונית של קואופיו בפינלנד. הוא הופיע באולם בולז בברלין ובבית מנדלסון בלייפציג, ובפסטיבלים בהם פסטיבל מוזיקדורף ארנן ופסטיבל מנוחין בגשטאד (שווייץ), פסטיבל ארטה אמנטי (בלגיה), פסטיבל רדיו קלאסיק (צרפת), פסטיבל Mannes Sounds ופסטיבל הג'אז של קיימברידג' (ארה"ב). בעונה החולפת ביצע רסיטלים בקונצרטהאוס בברלין, באולם ארבר בווינה ובבית בטהובן בבוֹן. כרמלי למד באקדמיה למוסיקה ולמחול בירושלים, בבית-הספר למוסיקה מאנס ובאקדמיית בארנבוים-סעיד. כיום הוא לומד באקדמיית קרונברג אצל סר אנדרש שיף, וזוכה להדרכה מדניאל בארנבוים. הוא ממייסדי שלישיית הפסנתר מארוש, סדרת הקונצרטים הקאמריים Momentum בברלין והתוכנית החדשה למוסיקה קאמרית במכון יוליוס שטרן של האוניברסיטה לאומנויות בברלין.