Jérôme Pamela a débuté sa carrière au département de physique des particules élémentaires au CEA/Saclay en 1977, avant de rejoindre le département de recherche sur la fusion contrôlée au CEA/Fontenay-aux-Roses puis à Cadarache. En 1995-1996, il dirige un ensemble d'études visant à proposer Cadarache comme site d'accueil pour le projet ITER avant d'assurer la direction du département de recherche sur la fusion contrôlée à Cadarache, avec l'exploitation scientifique et technique de l'installation Tore Supra. A partir de 1999, il dirige l'installation européenne de recherche JET en Grande-Bretagne avant de rejoindre l'Allemagne en septembre 2006 pour diriger l'EFDA.