Studierte an der Ruhr-Universität Bochum Theater-, Film- und Fernsehwissenschaften. Nach ersten Regiearbeiten am Schauspiel Bonn und am Schauspielhaus Bochum arbeitete sie von 2004-2008 als Hausregisseurin und von 2008-2014 als Leiterin der Spielstätte „Wartburg“ am Hessischen Staatstheater Wiesbaden.

Als Gastregisseurin inszeniert sie u. a. am Staatstheater Darmstadt, Staatstheater Wiesbaden, Schauspiel Essen, Theater Bielefeld, Theater Münster, Theater Ingolstadt, Theater Magdeburg, Theater Trier, Theater Ulm und am Theater Hof. An der Hochschule für Musik und Darstellende Kunst Frankfurt am Main, an der Alanus Hochschule für Kunst und Gesellschaft, sowie an der Schauspielschule Mainz arbeitet sie als Schauspieldozentin.

Von 2014-2017 war sie als künstlerische Direktorin für Oper und Schauspiel am Theater Pforzheim engagiert. In der Spielzeit 2017/2018 übernahm sie interimistisch die Schauspieldirektion am Theater Trier. Seit 2019 ist Caroline Stolz Intendantin des Rheinischen Landestheaters Neuss.