Natural de Vila Franca de Xira, Carolina Pimenta fez os primeiros anos de formação na UD Vilafranquense. Tudo começou quando acompanhava os jogos do irmão mais velho no clube da sua terra e os intervalos eram palco para jogar com os amigos. Acabou por jogar 5 anos com os rapazes, até chegar ao Sporting CP em 2020.

Assinou o primeiro contrato de formação em 2021 e é internacional jovem por Portugal entre os escalões sub-16 e sub-19. Fez a estreia na equipa principal a 15 de janeiro de 2025, num jogo da Taça da Liga e em 2025/26 vai integrar em definitivo a primeira equipa das Leoas.