В &lt;a href="%D0%9A%D1%83%D0%B1%D0%BE%D0%BA%20IBU%202015/2016"&gt;сезоне 2015/2016 годов&lt;/a&gt; Каролин Хорхлер сначала стартовала только в индивидуальной гонке в Рупольдинге. Когда Ванесса Хинц внезапно заболела, тренер приказал Хорхлер, который уже ехала на этап Кубка IBU в Южном Тироле, вернуться в Рупольдинг. Она начала гонку как стартовая бегунья, и, хотя Мириам Гесснер пришлось отыграть два промаха, немецкая эстафетная команда заняла второе место в конце забега. Это был первый подиум Хорхлер в Кубке мира по биатлону. В спринте в Кенморе она впервые смогла войти в топ-10, заняв девятое место и, таким образом, впервые попала в масс-старт Кубка мира. На Преск-Айле (США) она выступала вместе с Франциской Пройсс, Луизой Куммер и Мириам Гесснер в эстафете. После штрафного круга Гесснера Хорхлер начала гонку пятой. Благодаря хорошей стрельбе Каролин временно поднялась на второе место, но проиграла Елене Пидгрушной из Украины в финишном спринте и пересекла финишную черту на третьем месте. Хорхлер не смогла квалифицироваться на чемпионат мира в Осло и не участвовала в последних гонках сезона в Ханты-Мансийске. Тем не менее, она приняла участие в чемпионате Европы по биатлону 2016 года в Тюмени (Россия) и выиграла серебряную медаль как в спринте, так и в гонке преследования. Вместе со своей сестрой Надин, Маттиасом Бишлем и Флорианом Графом она достигла лишь четвертого места в смешанной эстафете после того, как Графу пришлось отыграть три промаха после стрельбы лёжа, оставаясь лидером. В общем зачёте Кубка мира Хорхлер финишировала 63-й.