Sixième des Championnats du monde juniors 2004, elle est éliminée en demi-finale des Jeux olympiques de 2008 et des Championnats du monde de 2009. En 2010, Carolin Nytra se classe deuxième des Championnats d'Europe par équipes de Bergen derrière la Russe Tatyana Dektyareva, puis établit la meilleure performance de sa carrière en terminant deuxième du meeting Athletissima de Lausanne avec le temps de 12 s 57. Peu après, l'Allemande monte sur la troisième marche du podium des Championnats d'Europe de Barcelone (12 s 68), derrière la Turque Nevin Yanıt et l'Irlandaise Derval O'Rourke.