Caroline, ki se je rodila v Oslu, kjer je tudi odraščala, je igrala za lokalni klub Lyn do svojega 15. leta starosti. Caroline je leta 2011 kot krilna igralka debitirala za Norveško, leta 2013 pa je bila članica ekipe, ki je osvojila srebrno medaljo na evropskem prvenstvu UEFA Women’s Euro™. Leta 2019 je bila med 10 najboljšimi igralkami po izboru UEFA in FIFA ter s tem postala širše prepoznavna kot ključna igralka na mednarodnem prizorišču.
Caroline trenutno igra za ekipo FC Barcelona, s katero je slavila v finalu Lige prvakov UEFA 2020/21.