Caroline Lavoinne a suivi une formation de comédienne au Conservatoire de Rouen où elle obtient son diplôme en 2003, puis elle participe à " l'École des Apprentis ", organisée par le CDN de Caen en 2004. En 2006, elle obtient le Diplôme d'état d'enseignement du théâtre.

Elle travaille comme comédienne avec Guy Faucon où elle interprète le rôle de Perceval dans " Perceval ou le comte du Grall ", et participe au spectacle " Lancelot de la seine ". Elle joue dans " les Précieuses Ridicule " de Molière, mis en scène par Yann Da Costa. " Intermezzo " de J Giraudoux une co-production théâtre des deux rives Théâtre de la vie sous la direction d'Herbert Rolland.Un spectacle autour de Léo Férré et " La ronde " de Schnizler mis en scène par M Attias.

 En 2005 elle rencontre Laurence Garcette et joue sous sa direction "Le train des écoles " récit-monologue de Gérard Prémel et " Alice aux pixels " adapté de "Alice au pays des merveilles" de Lewis Caroll. En 2008 elle entame un travail autour de " Violence " de DG Gabilly dirigé par Marion Laboulais au Théâtre du Nord à Lille.

 Elle met en scène en 2005 " Judith " dont elle est l'auteur, à la chapelle Saint Louis. Puis " Shagaround " une pièce de Maggie Nevill en 2008. Elle crée la deuxième version de la mise en scène de " Cérémonie Fastueuse Dans Un Souterrain " pour Valérie Diôme. En 2010 elle met en scène un spectacle basé sur des extraits de " Gargantua " de F Rabelais et " Des Quatre saisons " de Vivaldi.

Elle est assistante à la mise en scène d Yves Beaunesne en 2007 sur " L'Échange " de Paul Claudel. Et de Maurice Attias en 2004 sur " Le Malentendu " d'Albert Camus.

 Elle est professeur d'art dramatique au Conservatoire à rayonnement régional de Rouen pour les cycles d'initiation depuis 2008.