Caroline Sypniewski wurde in Toulouse in eine Musikerfamilie hineingeboren und begann bereits als Kind mit dem Klavier- und Cellospiel. Zu ihren frühen Auszeichnungen zählen die Ernennung zur Révélation Classique de l'Adami(2017), der Grand Prix der Académie Ravel (2018), die Auszeichnung als Jeune Talent des Festivals Musique et Vins au Clos-Vougeot (2019) sowie der Prix Ginette Neveu der Carl Flesch Academy. Seither ist sie als Solistin und Kammermusikerin bei renommierten Festivals wie dem Verbier Festival, dem Festival Pablo Casals, den Festivals von Deauville und Radio France Occitanie Montpellier sowie in Sälen wie der Philharmonie de Paris, dem Théâtre des Champs-Élysées, dem Wiener Konzerthaus und der Wigmore Hall zu erleben.
Die Kammermusik bildet einen Schwerpunkt ihrer künstlerischen Arbeit. Gemeinsam mit ihren Schwestern Magdalena und Anna gründete sie das Trio Sypniewski, das Ensemble in Residence der Fondation Singer-Polignac war. Darüber hinaus entwickelt sie innovative Konzertformate wie Monde Imaginaire, ein szenisches Programm für Violoncello, Klavier und Schauspiel.
Ihre Diskografie umfasst Einspielungen für Warner Erato Classics, Brilliant Classics, Alpha Classics und b.records. Als Solistin konzertierte sie unter anderem mit dem Philharmonischen Orchester Baden-Baden, der Württembergischen Philharmonie Reutlingen, dem Orchestre Dijon Bourgogne und dem Orchester der Opéra Royal de Versailles.
Ihre Ausbildung erhielt Caroline Sypniewski bei Blandine Boyer, Lluis Claret und Jérôme Pernoo am Conservatoire National Supérieur de Musique de Paris sowie in der Classe d'Excellence von Gautier Capuçon und bei Clemens Hagen am Mozarteum Salzburg.