Née en 1966 à Repentigny, au Québec (Canada), Karina Gauvin est la fille de la chanteuse d'opéra Lucie Gaudreau et d'un chanteur du Choeur Saint-Laurent de Montréal. Bercée par la musique lyrique, elle étudie le chant au Conservatoire de Montréal puis obtient une bourse pour suivre les cours de l'Académie royale de musique de Glasgow, en Écosse.
Lancée dans une carrière professionnelle, la soprano Karina Gauvin s'illustre dans des concours de chant à Londres et au Festival de Guelph dans l'Ontario (États-Unis). En 1994, elle remporte le prix du public et celui de la catégorie lieder au Concours international s-Hertogenbosch, aux Pays-Bas, comme, quelques années avant, Elly Ameling, Thomas Hampson ou Lenneke Ruiten. En 1995, le Prix des Jeunes chanteurs la radio canadienne CBC lui revient. Engagée par le label Analekta sur les conseils du claveciniste Luc Beauséjour, elle enregistre le volume Little Notebook for Anna Magdalena Bach qui devient la plus grosse vente de la compagnie canadienne en 1997.
Dès lors, Karina Gauvin parcourt les scènes d'opéras (Covent Garden et Wigmore Hall à Londres, St-Martin in the Fields) ou les festivals et enchaîne les enregistrements de programmes de musique baroque ou romantique : Images de Noël et Fête Galante en 1999 ; Chants d'Auvergne de Canteloube en 2002 ; Hyver : Les Boréades en 2005 ; Karina Gauvin Sings Purcell en 2006 ; Nicola Porpora : Arias en 2009. Spécialiste des opéras de Haendel, elle consacre plusieurs récitals au compositeur (Handel : Arias, 2008 ; Handel : Streams of Pleasure, 2011 ; Prima Donna, 2012) et participe aux productions enregistrées de Alessandro et Giulio Cesare (2012), Giove in Argo (2013). En 2010, son répertoire s'étend au domaine contemporain avec Les Illuminations de Benjamin Britten. En 2014 paraît le récital Mozart : Opera & Concert Arias.
Karina Gauvin collabore régulièrement avec l'Orchestre Métropolitain, l'Orchestre symphonique de Montréal, l'Orchestre symphonique CBC de Vancouver et Les Violons du Roy de Bernard Labadie.