В 1968 году на Международном фестивале танца в Париже завоевывает премию как лучшая танцовщица.
Каролин Карлсон родилась в Калифорнии. Её родители финского происхождения. Обучалась классическому танцу.
Каролин Карлсон знакомится с Элвином Николаи в Нью-Йорке, поступает в его труппу, становится ее центральной фигурой и в течение семи лет много гастролирует.
В 1968 году на Международном фестивале танца в Париже завоевывает премию как лучшая танцовщица.
В 1971 году в Париже поступает в труппу Анны Беранже, где создает свою первую хореографию, показанную, в частности, на Авиньонском фестивале в 1972 году.
Рольф Либерман в 1974 году приглашает ее в Парижскую Оперу в качестве хореографа, а в 1975-м предлагает возглавить группу театральных исследований Парижской Оперы. Сотрудничество с Оперой рождает за период 1974-1980 гг. впечатляющую серию из 25 работ. В их числе: «Плотность 21,5», «Архитекторы: такой, этакий и другой», «Медленно, тяжело и подавленно», «Трио».
Начиная с 1974 года Каролин Карлсон также устраивает мастер-классы в ротонде Оперы, преподает в Париже, Анжэ, Вене, миланском театре Пикколо, Бользано, Турине, в театре Бежара в Лозанне. В 1980-1985 она продолжает ставить в Венеции, в театре Ла Фениче: (“Undici Onde“, „Underwood”). А с 1985 по1991 гг. она снова в Париже, где начинается ее плодотворная деятельность в Театре де ла Виль — «Темнота», «Тихие воды». В 1991-1992 годах Каролин Карлсон живет и работает в Финляндии. В 1994 году вместе с Пьером Барнье она создает Ателье де Пари — Каролин Карлсон, которое является одновременно хореографической труппой и центром мастер-классов. В 2000 году выпускает «Борцов духа».
Автор свыше 70 хореографических произведений, исполнявшихся по всему миру, Каролин Карлсон пишет также стихи и рисует. В ряду многочисленных премий Каролин Карлсон — премия «За достижения в музыкальном искусстве», титул Рыцаря Ордена искусства и литературы и звание Рыцаря Почетного Легиона.
Приз «Бенуа де ла данс» в хореографической номинации присужден Каролин Карлсон за балет «Символы», поставленный в Парижской Опере в 1998 году.