Après s’être produite dans différentes salles à travers l’Allemagne et à Salvador (Brésil), elle s’est perfectionnée à Berlin. De 2000 à 2002, elle se produit à la Komische Oper de Berlin, au Festival Haendel de Halle, au Festival de Dresde et fait ses débuts dans le rôle du Compositeur (Ariane à Naxos) à l’Opéra National de Szeged (Hongrie).
De 2002 à 2005, elle est membre de la troupe de la Staatsoper de Hanovre, où elle chante les rôles de Hänsel (Hänsel und Gretel), Ramiro (La Finta Giardiniera), Orlofsky (La Chauve-souris), Octavian (Le Chevalier à la rose). Par la suite, elle chante à l’Opéra de Stuttgart, au Théâtre du Capitole de Toulouse et à l’Opéra de Leipzig, entre autres.
En marge de sa carrière à l’opéra, Carolin Masur se produit régulièrement en concert. Elle a chanté avec l’Orchestre National de France et les orchestres philharmoniques de Radio France, de Londres et d’Israël, le Gewandhausorchester Leipzig, l’Orchestre Philharmonique Tchèque et l’Orchestre de la Radio de Berlin. Parmi les chefs avec lesquels elle a collaboré, citons Christoph Eschenbach, Kurt Masur, Marek Janowski, Roger Norrington, Herbert Blomstedt.
On peut l’entendre sur les ondes de plusieurs radios européennes. Ses enregistrements discographiques comprennent des Lieder de Fanny Hensel et Felix Mendelssohn (Klavierrecords/USA), Raven de Mikis Theodorakis (Genuin/Germany) et la Deutsche Sinfonie de Eisler (Naïve/France).