Rođena 16. marta 1750. godine, u Nemačkoj, Karolina Lukrecija Heršel bila je peto dete Isaka Heršela. Odrasla je u porodici koja je bila okrenuta muzici, budući da su njen otac i četvoro braće posedovali talenat za ovu granu umetnosti. S druge strane, Karolini i njenoj sestri nije bilo dozvoljeno da se školuju, što je Karolini veoma teško padalo, jer je u obrazovanju videla svrhu svog života, pošto je znala da se neće moći udati zbog svog fizičkog izgleda. Naime, na licu su joj se videli tragovi malih boginja, a nakon preležanog tifusa, ostala je niskog rasta. Karolininom interesovanju za nauku na put je stala i smrt njenog oca, nakon koje brigu o njenom životu preuzima njena majka, koja je smatrala da je ženi mesto u kuhinji.
Njen životni put se menja kad odlazi u Englesku, kako bi živela sa svojim bratom Vilhelmom, koji je radio kao orguljaš. Na početku je vodila domaćinstvo svog brata, ali je i radila na muzičkoj karijeri u želji da se zaposli kao učiteljica muzike ili pevačica. Vremenom, Karolina je napredovala, te je od pripremanja muzičkih partitura došla do toga da je pevala kao prva solistkinja.
Do nove promene u Karolininom životu dolazi sa interesovanjem za astronomijom, koja se budi kod njenog brata Vilhelma. Njegovi astronomski planovi su uključivali i ulogu za Karolinu, te je počeo da joj daje časove iz geometrije, trigonometrije i algebre, što je dovelo do toga da se njena muzička karijera završi. Ubrzo, brat i sestra postaju partneri na izučavanju nebeskih tela. Naime, Vilhelm je dao Karolini specijalni teleskop kojim je trebalo da traga za kometama, kao i za drugim nebeskim telima. U februaru 1783. godine, ona isprva otkriva dve nove nebule, da bi nakon nepunih godinu dana, znatno povećala broj poznatih nebula u astronomiji.
Nakon ovih otkrića, Karolina dolazi do jednog od najznačajnijih otkrića u svojoj karijeri, opazivši objekat za koji se ispostavilo da je kometa. To je bila njena prva kometa, ali istovremeno, i prva kometa koju je otkrila jedna žena. Ovaj događaj joj je doneo mesto u istoriji nauke, kao i brojne napisane članke u kojima je ona bila glavni akter. Njeni uspesi su izazvali interesovanje i samog kralja, koji dolazi u posetu, kako bi video napredak u izgradnji novog velikog teleskopa, ali i kako bi finansijski podržao Karolinu i njenog brata u njihovim narednim poduhvatima. Nakom ženidbe brata, Karolina započinje samostalan rad, u toku kog je imala čitav niz novih uspeha, otkrivši veliki broj kometa, među kojima neke nose njeno ime. Takođe, kako bi pomogla bratu da odredi i proveri položaj za svaku od 2500 nebula i zvezdanih jata, ona je preračunala njihove koordinate, grupišući ih po zonama, prema njihovom rastojanju od Severnog pola.
Za svoj značajan doprinos astronomiji Karolina Heršel je od Londonskog astronomskog društva nagrađena Zlatnom medaljom, postavši time prva žena odlikovana ovim priznanjem. Pored toga, Kraljevsko astronomsko društvo, koje je do tada bilo sastavljeno isključivo od muškaraca, imenovalo ju je počasnim članom, a izabrana je i za članicu Kraljevske irske akademije.
Karolina Lukrecija Heršel je umrla 1848. godine, u 86. godini života, a ostala je upamćena kao jedan od najvećih astronoma svog doba, ali i kao prva žena koja se bavila ovom granom nauke.
