Bei den Halleneuropameisterschaften in Paris im Jahr darauf kam sie mit 4612 Punkten auf den vierten Platz. In der Sommersaison verbesserte sie bei den Weltmeisterschaften in Daegu ihre persönliche Bestleistung auf 6544 Punkte und erreichte damit den vierten Platz hinter der Russin Tatjana Tschernowa, der Britin Jessica Ennis und der Deutschen Jennifer Oeser. 2016 wurde Tschernowa die Goldmedaille nachträglich aberkannt, die anderen rückten einen Rang vor und Karolina Tymińska war damit Weltmeisterschaftsdritte. Im Olympiajahr 2012 belegte Karolina Tymińska mit 4725 Punkten den vierten Platz bei den Hallenweltmeisterschaften in Istanbul. Bei den Olympischen Spielen 2012 gelang ihr kein gültiger Versuch im Weitsprung, danach gab sie auf. 2013 erreichte sie bei den Weltmeisterschaften in Moskau mit 6270 Punkten den neunten Platz. Im Jahr darauf nahm sie vor polnischem Publikum an den Hallenweltmeisterschaften in Sopot teil und belegte mit 4557 Punkten den achten Platz.