2005 turnerade Carola i Norge och Finland med låtar från albumet "Störst av allt". Efter att ha varit mellanakt i Melodifestivalen 2005, då hon uppträdde med den nya singeln "Genom allt", ställde hon åter upp i tävlingen 2006. Hon tävlade med bidraget "Evighet" skriven av Bobby Ljunggren, Henrik Wikström och och som hon beskrev som "en sann vinnarlåt". Hon tog sig överlägset vidare från semifinalen i Göteborg till finalen i Stockholm. Trots att hon bara kom tvåa efter att jurygrupperna avgett sina röster gjorde svenska folkets telefonröster henne till vinnare med 232 poäng. Efter vinsten reste hon runt i Europa för att marknadsföra låten, bland annat i Kroatien, Slovenien, Serbien och Irland. Under sommaren släppte hon albumet "Från nu till evighet" som toppade listorna i Sverige i flera veckor. I Eurovision Song Contest i Aten tävlade hon alltså för Sverige för tredje gången. Hon är jämte Marie Bergman den artist som har representerat Sverige i tävlingen flest gånger. Hon tävlade med den engelskspråkiga versionen av låten, "Invincible", först i semifinalen, vilken hon kvalificerade sig från med 217 poäng och en fjärdeplats. I finalen slutade hon på femte plats (av 24) med 170 poäng. I finalen fick Carola poäng ifrån 31 av de 37 deltagande länderna, varav tre 10 poängare ifrån Norge, Danmark och Albanien. I semifinalen fick hon 12 poängare ifrån Malta, Portugal och Norge.