腓特烈和他的第二任妻子萨克森-艾森纳赫的埃莱奥诺勒所生。当卡罗琳三岁的时候，父亲就在1686年死于天花，卡罗琳与胞弟只能跟随母亲过着不富裕的生活。1696年卡罗琳的母亲过世之后，卡罗琳不久就辗转由普鲁士国王腓特烈一世夫妻监护并扶养长大。薰陶在柏林夏洛滕堡宫的智识环境，让少女时的卡罗琳视野大开，得以结识莱布尼兹为首的哲学家们。她以欣赏、学习的心态，观看哲学家与耶稣会教士、新教神学家的激昂辩论，从中获得开阔活泼的心志与高度的学识。她与普鲁士王后索菲·夏洛特（Sophie Charlotte，1668年—17