Carolina Varela nasceu em Coimbra, em 1992.

Em 2013, ingressou no curso de jazz da Escola Superior de Música de Lisboa. Em 2016, juntou-se à banda Rosa Mimosa y Sus Mariposas como cantora e teclista, até 2025. No ano seguinte, integrou o elenco de Ensaio para uma cartografia, de Mónica Calle, como atriz. Este projeto, no qual trabalhou até 2023, foi apresentado em espaços como o Teatro Nacional D. Maria II, o Festival Mirada (São Paulo), Utrecht Spring, Points Communs (Paris) e Zürcher Theater Spektakel (Zurique). Ainda em 2017, passou a integrar a banda Vitória & the Kalashnicoles como baixista e cantora.

Em 2018, foi convidada por Mónica Garnel para colaborar como apoio vocal aos atores em The Swimming Pool Party.

Em 2020, assinou a banda sonora do espetáculo Aurora Negra com Yaw Tembe, uma co-criação de Isabel Zuaa, Cleo Tavares e Nádia Yracema, estreado no TNDMII. Desde então, continuou a colaborar com o coletivo em Cosmos (2022), compondo com Yaw Tembe e Xullaji, e em A missão da missão (2023), em colaboração com Cire Ndiaye.

Em 2021, estreou Carta no TNDMII e O Escuro Que Te Ilumina ou As Últimas 7 Palavras de Cristo na Culturgest, ambos dirigidos por Mónica Calle. No mesmo ano, participou como atriz em Aqui pra Dentro - O Golfinho André, de Miguel Branco, uma produção da companhia Mascarenhas-Martins.

A sua estreia como criadora deu-se em 2022, com o espetáculo ANORMA, desenvolvido em parceria com Jorge Carvalhal e Sofia Vitória. Este projeto contou com o apoio da Fundação Calouste Gulbenkian e da Fundação GDA.

Em 2023, apresentou BOOOM! - Une odyssée dans des territoires en lutte no Theatre Vidy (Lausanne), com apresentações subsequentes no Théâtre du Grütli (Genebra) e no Centre de culture ABC (La Chaux-de-Fonds). Nesse mesmo ano, estreou o seu primeiro solo, Dragon Soup, no âmbito do Kilombo do Festival Alkantara, e fez sua estreia no cinema com o filme BAAN, de Leonor Teles, apresentado no Locarno Film Festival.

Em 2024, atua em Eartha Quit, de Cire Ndiaye, no festival Temps d’Image, e co-cria corpo-travessia com Melissa Rodrigues, uma caminhada-performance para o projeto VOLTAS - Lápis Azul/Lápis Vermelho, da Zaratan. No mesmo ano, colabora com Vitória na criação de micdrop: chão sagrado (um ensaio sobre cansaço), um projeto encomendado pelo Teatro do Bairro Alto para o podcast Dito e Feito.

Encontra-se, atualmente, a trabalhar na sua próxima performance, a invenção do descanso, com estreia prevista para o segundo semestre de 2025.