Karolina Šantl Zupan je diplomirala in zaključila specialistični študij flavte v razredu prof. Fedje Rupla na Akademiji za glasbo v Ljubljani. Umetniško izobraževanje je nadaljevala na Visoki šoli za upodabljajočo umetnost na Dunaju pri prof. Wolfgangu Schulzu in ga z odliko zaključila. Izpopolnjevala se je pri Jamesu Galwayu, Ireni Grafenauer, Suzan Milan, Petru Lucasu Grafu in drugih svetovno uveljavljenih flavtistih. Že v času študija na ljubljanski Akademiji za glasbo je bila nagrajenka številnih nacionalnih in mednarodnih tekmovanj in leta 1990 prejemnica študentske Prešernove nagrade.

Svojo profesionalno umetniško pot je začela l. 1991 v orkestru Slovenske filharmonije. Delovala je tudi kot solo flavtist v orkestru SNG Opera in balet Ljubljana. Od leta 2001 je članica mednarodnega kvarteta flavt 4Syrinx, s katerim že vrsto let oblikuje samostojni ciklus koncertov v dvorani Vatroslav Lisinski v Zagrebu. S kvartetom 4Syrinx je leta 2014 prejela diskografsko nagrado leta Porin. Kot članica drugih komornih ansamblov, ki jih sestavljajo priznani slovenski in tuji umetniki, aktivno umetniško deluje v širšem mednarodnem prostoru.

Literaturo za flavto arhivsko snema za slovenske in tuje radijske hiše. Do zdaj je izdala devet zgoščenk, med njimi dve za flavto in klavir, dve za flavto in harfo (Nocturno in Impresija), tri s kvartetom flavt 4Syrinx (Decade, Monochromia in Soba za štiri), z orkestrom Slovenske filharmonije zgoščenko s koncerti (Ibert, Feld in Reinecke) za flavto in leta 2017 zgoščenko za flavto ter flavto in orkester. Je avtorica instruktivnega gradiva za učenje flavte, izdanega pod naslovi Skladbe za flavto 1, 2, 3, 4, 5 in 6. Od prve izdaje leta 2006 so posamezni zvezki Skladb za flavto bili večkrat ponatisnjeni.

Karolina Šantl Zupan se je na Akademiji za glasbo Univerze v Ljubljani zaposlila leta 1995 in bila leta 2008 izvoljena v redno profesorico. Od leta 2009 do 2021 je bila predstojnica oddelka za pihala, trobila in tolkala, od leta 2022 pa je prodekanja za znanstveno in umetniško raziskovalno dejavnost. Na njene uspehe na akademskem področju kažejo številne mednarodne in nacionalne nagrade, ki jih prejemajo njeni študenti. Redno sodeluje tudi s tujimi izobraževalnimi institucijami. Njeno zadnje projektno sodelovanje je bilo v Avstraliji na Univerzi v Melbournu. Redno vodi mednarodne seminarje v Sloveniji in tujini ter je članica strokovnih žirij na mednarodnih tekmovanjih. Je Yamaha Flute Artist.

Na znanstvenem področju se ukvarja z interakcijo med umetniškim in pedagoškim poučevanjem ter oblikovanjem umetniške glasbene interpretacije na visokošolski stopnji izobraževanja. Leta 2019 je doktorirala z naslovom doktorske disertacije Interakcija med umetniškim in pedagoškim izobraževanjem bodočih učiteljev pihalnih instrumentov.