Née le 9 mai 1996 à Moissac (Tarn-et-Garonne), Caroline Costa grandit à Castelsarrasin dans le même département de Midi-Pyrénées. Attirée très jeune par la chanson, Caroline Costa participe à l'âge de six ans à la pré-selection de l'Eurovision junior et à de nombreux concours locaux, bien souvent remportés.
En 2007 elle fait partie du groupe Pop System, issu du casting de l'émission IAPIAP ! sur Disney Channel. Faisant partie de la génération d'artiste découverts par les castings télévisuels, Caroline Costa devient une enfant prodige via l'émission Incroyable Talent en 2008. Elle termine seconde derrière un dompteur de feu, mais c'est elle qui reste dans la lumière.
Caroline Costa traverse les frontières en 2009, pour un duo avec le jeune chanteur espagnol Abraham Mateo. Inspirée par les chanteuses à voix, Caroline Costa préfère un répertoire et un style plus variété que le style dance souvent adopté récemment par les lolitas. Que l'on se rassure tout de même, les arrangements de son premier simple « Qui je suis », ne dépayseront pas trop les amateurs de R&B pop.