En universitetsforskare skickade 1500 identiska CV till tyska företag - förutom att vissa hade namnet Meryem Ozturk och andra namnet Sandra Bauer.
I 18,8% av fallen bjöds Sandra Bauer in till intervju, medan siffran för Meryem bara var 13,5%.
När bilden av Meryem visade henne i en headscarf bara 4,2% bjöd in henne.
Studien publicerades av Institutet för arbetsmarknadsstudier i Bonn. Forskaren var Doris Weichselbaumer från universitetet i Linz i Österrike.
Resultaten är särskilt betydelsefulla mot bakgrund av Tysklands nuvarande ansträngningar att integrera rekordstort antal muslimska migranter, varav många är flyktingar från konflikterna i Syrien, Irak och Afghanistan.
Mer än en miljon asylsökande nådde Tyskland förra året, och det har förekommit en motreaktion från nationalistiska grupper, särskilt Pegida och Alternative for Germany (AfD).
Med uppskattningsvis tre miljoner människor av turkiskt ursprung är Tyskland den största turkiska diasporan.
I sin studie sade Weichselbaumer att "en mycket modern bindning av huvudduken valdes ut för att visa att sökanden var en ung, modern kvinna som lätt kunde passa in i en sekulariserad miljö".
Det är normalt i Tyskland att bifoga ett foto till en jobbansökan, påpekade hon.
Resultatet av försöket "föredrar att kandidaten med huvudduken var tvungen att skicka 4,5 gånger så många ansökningar som en identisk sökande med ett tyskt namn och ingen huvudduk för att få samma antal samtal för intervju", sade hon.
Diskrimineringen verkade intensifieras när arbetet krävde en högre kompetensnivå. När Ozturk i en huvudduk ansökte om ett sekreterarjobb var hon tvungen att skicka ut 3,5 gånger fler ansökningar än Edit Bauer. För tjänsten som chefsrevisor var Ozturk tvungen att göra 7,6 gånger fler ansökningar.
Weichselbaumer har funnit liknande diskrimineringsnivåer i Österrike. En kvinnlig nigeriansk arbetssökande var bara hälften så framgångsrik som en österrikisk kvinna i att få inbjudningar till intervju, hennes forskning visade 2013.
Tysk restaurang i islamsk slöja rad
Restaurangen "vänder bort muslimska kvinnor"
Ett experiment i Tyskland har visat på diskriminering av kvinnor med turkiska namn - och ännu mer om de bär en islamisk huvudduk.