Carolyn Carlson étudie la danse aux États-Unis et intègre le Alwin Nikolais Dance Theatre puis le Ballet de l'Opéra de Paris. Elle prend en 1974 la direction duTeatro La Fenice de Venise, puis du Ballet Cullberg. Danseuse et chorégraphe brillante, son intérêt pour la musique contemporaine et le jazz l'a conduite à travailler aux côtés de figures telles que Pierre Henry, Philip Glass ou Michel Portal. Elle est directrice artistique du Centre Chorégraphique National de Roubaix.
