Caroline er født og opvokset i Oslo, hvor hun spillede for den lokale klub Lyn, indtil hun var 15 år. Caroline fik sin debut som kantspiller for Norge i 2011 og var i 2013 en del af den trup, der vandt sølv ved UEFA Women's Euro™. Hun var blandt top 10 i forbindelse med UEFA Women’s Player of the Year Award i 2019 og var ligeledes på FIFA’s liste over de 10 bedste spillere, hvilket i den grad understreger Carolines brede anerkendelse som en nøglespiller på den internationale scene.

Caroline spiller nu for FC Barcelona, der vandt UEFA Champions League-finalen 2020/21.