Les premières courses de vitesse de la coupe du monde 2000-2001 se disputent en Amérique du Nord, à Aspen puis Lake Louise. Carole Montillet termine deuxième de la deuxième descente disputée sur ce dernier site, derrière Isolde Kostner. Lors du retour en Europe, à Val d'Isère, elle termine troisième du Super G remporté par Régine Cavagnoud devant Michaela Dorfmeister. Lors des mondiaux de Sankt Anton, elle termine cinquième de du Super G, course où Régine Cavagnoud remporte son premier titre mondial. Elle termine ensuite dixième et première Française de la descente, Cavagnoud prenant la douzième place, course remportée par Michaela Dorfmeister.