Karoline Knotten fait ses premiers pas en IBU Cup en 2016, gagnant un relais mixte un an plus tard à Obertilliach, lieu de son premier podium individuel dans un super sprint en décembre 2018. Elle a démarré dans la coupe du monde en à Pokljuka. Lors de la saison 2019-2020 elle fait partie de l'équipe norvégienne victorieuse des deux premiers relais féminins de la coupe du monde à Östersund et Hochfilzen et en remporte au total quatre durant cette saison. Cet hiver, son meilleur résultat est treizième de la poursuite du Grand Bornand. Elle est aussi sélectionnée pour les Championnats du monde à Antholz ( du sprint).