Каролин Виньо е родена на 27 януари 1975 г. в Нант, Франция. Баща ѝ е инженер, а майка ѝ терапевт. След като е изпратена от родителите си в частни католически институции, Каролин Виньо учи в университета Париж I Пантеон-Сорбона и получава бакалавърска степен по право и магистърска степен II „Застраховка и гражданска отговорност“. След това тя решава да вземе приемния изпит в училището за обучение на адвокати, за да практикува като адвокатка. През 2000 г. получава сертификата за правоспособност за адвокатска професия, полага клетва и става член на Парижката адвокатска колегия.