Narodila se Thomovi a Karen Sunshine 5.září 1995 v Atlantě ve státě Georgia. Vyrůstala ale v Orange City v Kalifornii společně se svými rodiči a mladšími bratry (Johnem a Christopherem). Ve třech letech začala cvičit balet a už ve škole získlala první roli ve hře Zlatovláska. Později začala pravidelně hrát v divadle Orange Country a tancovat na South Coast Performing Arts ve měste Tustin.

V roce 2006, když bylo Caroline 11 roků, začala jezdit po konkurzech a byla vybraná do reklamy na Amazing Allysen. Svoji první opravdovou roli získala v roce 2010 když si zahrála v komedii CBS - Team Spitz dospívající dceru trenéra na střední škole (Rob Riggle). V létě toho roku získala popularitu díky roli Barbary Wislow ve svém prvním celovečerním filmu, Marmaduk, natočeného podle stejnojmenného kresleného seriálu.

Na podzim roku 2010 se Caroline stala herečkou ve vedlejší roli v seriálu Disney - Na parket, kde hraje výměnnou studentku Tinku Hessenhefferovou po boku Kentona Duty, který hraje její dvojče, Gunthera. Podle magazínu People je toto duo inspirované sourozenci Sharpay a Ryanem Evansovými z filmu High School Musical.

V současné době žije Caroline se svým otcem v Orange City. Ve volném čase se věnuje tanci, cestování, vaření, pečení a fotografování.
V únoru 2011 se stala hlavní tváří voňavky "Puppy Love 4 Girlz". Dále je pak Caroline zapojena do několika charitativních akcí.