Nata e cresciuta ad Oslo, Caroline ha giocato per la squadra  locale di Lyn fino a 15 anni. Ha debuttato come ala nella nazionale norvegese nel 2011 e nel 2013 ha fatto parte della squadra che ha vinto la medaglia d’argento alla UEFA Women’s Euro™. È stata inserita nella rosa delle prime 10 candidate al premio Giocatrice dell’anno UEFA nel 2019 e Migliori 10 giocatrici FIFA, a testimonianza del ruolo di assoluto valore che Caroline ricopre sulla scena internazionale.

Caroline ora gioca nell’FC Barcelona con cui ha vinto la finale della UEFA Champions League 2020/21.