Caroline Oslóban született és nevelkedett, és 15 éves koráig a helyi Lyn up klubban játszott. Caroline 2011-ben debütált szélsőként a norvég válogatottban, 2013-ban pedig tagja volt annak a csapatnak, amely ezüstérmes lett az UEFA Women’s Euro™-n. A 2019-es Év Legjobb Női Játékosa UEFA-díjon, valamint a FIFA Legjobb 10 díján is bekerült a tíz legkiemelkedőbb labdarúgó közé, széleskörűen elismerve ezáltal, hogy Caroline a nemzetközi színtér egyik kiemelkedő játékosa.
Caroline most az FC Barcelona csapatában játszik, amely megnyerte a 2020/21-es UEFA Bajnokok Ligája döntőt.