Caroline Schmitt-Mücke studierte Rechtswissenschaften an der Universität Greifswald mit den Schwerpunkten Wirtschafts-, Wettbewerbs- und Medienrecht sowie an der Università degli Studenti Sapienza in Rom. Nach dem ersten Staatsexamen promovierte sie in einem binationalen Verfahren an der Universität Greifswald und der Università degli Studenti in Pisa und erwarb dort die Doktorwürde in beiden Ländern.

Promotionsbegleitend arbeitete Caroline Schmitt-Mücke u.a. in einer Hamburger Großkanzlei im Bereich IP, Media and Technology (IPMT) mit den Schwerpunkten Marken- und Wettbewerbsrecht sowie Plattformregulierung.

Während ihres Referendariats am Hanseatischen Oberlandesgericht absolvierte sie Stationen beim Bundesamt für Presse- und Information, bei der Gemeinsamen Geschäftsstelle der Medienanstalten, in einer Urheberrechtskammer des Landgerichts Hamburg sowie in einer Hamburger Großkanzleien im Bereich Kartellrecht & Regulierung sowie IPMT mit dem Schwerpunkt auf Presse- und Medienrecht.

Caroline Schmitt-Mücke ist Mitglied der Deutschen Vereinigung für gewerblichen Rechtsschutz und Urheberrecht (GRUR) und der Deutsch-Italienischen Juristenvereinigung.