Каролина Гершель родилась 16 марта 1750 года в Ганновере, Германия, в семье музыканта Исаака Гершеля и Анны Ильзы Моритцен. Она была восьмой из десяти детей. Отец поощрял обучение детей математике, французскому языку и музыке. В возрасте десяти лет Каролина перенесла тяжёлую форму тифа, что привело к задержке роста и оставило шрамы на лице. Её рост во взрослом возрасте составлял всего 1,3 метра. Родители рассудили, что удачного замужества ей теперь не светит, а какие ещё были опции у девушки в то время? Никаких...
Мать решила, что Каролина должна стать домработницей. Отец же, несмотря на мнение жены, стремился дать дочери образование. Он тайком обучал её вместе с братьями, однако после его смерти в 1767 году Каролина осталась под полным контролем матери, которая ограничивала её обучение.
В 1772 году старший брат Каролины, Уильям Гершель, пригласил её переехать в английский город Бат, чтобы помочь ему в домашнем хозяйстве. В Бате Каролина начала изучать английский язык, арифметику и получила музыкальное образование. Она даже стала известной певицей и учительницей музыки, а также ассистенткой брата, помогая ему в астрономических наблюдениях и расчётах .
Уильям Гершель сильно увлёкся астрономией. Он построил у себя во дворе телескоп, а Каролина помогала ему. Она она шлифовала зеркала, готовила, убиралась, а по ночам вела записи наблюдений. Но чем больше она погружалась в работу, тем яснее понимала: ей тоже хочется увидеть то, что скрывает небо. И у неё это получилось.
В 1781 году Уильям Гершель открыл планету Уран, и это сделало его знаменитостью в научном мире. Каролина же продолжала работать рядом с ним, но теперь уже не только как домработница, а как полноценная ассистентка. В 1787 году ей назначили официальную зарплату от британского короля Георга III — 50 фунтов в год. Это сделало Каролину первой женщиной в истории, получавшей деньги за занятия астрономией.
А дальше всё завертелось. Каролина начала самостоятельные наблюдения, вооружившись небольшим телескопом. В том же году она открыла свою первую комету. Всего на её счету восемь комет, открытых между 1786 и 1797 годами. Среди них — «комета 35P/Гершель-Риголет», которая наблюдается до сих пор.
Каролина также занималась каталогизацией звёзд. Она составила уточнённый список туманностей и звёздных скоплений, исправляя и дополняя знаменитый каталог Джона Флемстида. Её работа была настолько точной, что ею пользовались астрономы на протяжении десятилетий.
В 1822 году, после смерти брата, Каролина вернулась в Ганновер. Но на пенсию не ушла. Она продолжала заниматься наукой и перепиской с астрономами со всей Европы. В 1828 году Каролина получила от Королевского астрономического общества Золотую медаль — ещё один уникальный случай для женщины того времени.
В 1846 году, в возрасте 96 лет, Каролина Гершель скончалась, оставив после себя не только научные труды, но и невероятный пример того, как можно взять от жизни своё, даже если сначала все шансы были против тебя.