Родена и израснала в Осло, Каролин е играла за местния клуб Lyn  до 15-годишна възраст. Каролин дебютира като крило за Норвегия през 2011 г., а през 2013 г. е част от отбора, спечелил сребърното отличие на UEFA Women's Euro™. Тя е сред топ 10 на жените играчи на годината на УЕФА през 2019 г., както и сред топ 10 на най-добрите на ФИФА, което циментира широкото признание за Каролин като ключов играч на международната сцена.

Каролин сега играе за ФК Барселона, като печели финала на Шампионската лига на УЕФА 2020/21 г.