Carolina Dieckmann é atriz com mais de 25 anos de carreira na TV. Estreou na minissérie Sex Appeal (1993), como uma aspirante a modelo. Fez personagens de destaque em Tropicaliente (1994), Malhação (1995), Vira-Lata (1996) e Por Amor (1997).

Em 2000, teve seu papel mais marcante na novela Laços de Família (2000), de Manoel Carlos. Na trama, viveu Camila, uma jovem que descobre ter leucemia. A cena em que a atriz raspou os cabelos entrou para a história da TV e impulsionou a doação de medula no Brasil. Também atuou em Mulheres Apaixonadas (2003), Senhora do Destino (2004), Cobras & Lagartos (2006) e, mais recentemente, em O Sétimo Guardião (2018).

Em 2005, entrou com processo judicial contra o Pânico na TV, extinto programa da RedeTV!, insatisfeita com as abordagens dos humoristas. Foi casada com o ator Marcos Frota, de 1997 a 2003. Eles são pais de Davi, nascido em 1994. Em 2007, casou-se com o diretor de TV Tiago Worcman, com quem teve José, nascido no mesmo ano.

O vazamento na web de fotos íntimas da atriz deu origem, em 2012, à Lei Carolina Dieckmann (12.732/2012), que criminaliza delitos informáticos.