Karolina Piastówna urodziła się 2 grudnia 1652 roku w Brzegu. Była córką księcia legnicko-brzeskiego Chrystiana i Ludwiki, księżniczki anhalckiej. Była pierwszą i zarazem ostatnią przedstawicielką rodu Piastów o imieniu Karolina.
Młodość Karoliny
Karolina miała trzech młodszych braci, spośród których dwóch zmarło we wczesnym dzieciństwie. Trzeci, Jerzy Wilhelm legnicki zmarł mając zaledwie 15 lat.
Książę Chrystian miał wobec syna wielkie plany. Początkowo chciał nawet, aby Jerzy Wilhelm ubiegał się o tron Polski (na chrzcie chciał mu podobno nadać nawet imię Piast, ale spotkało się to ze sprzeciwem, gdyż imię to uznano za pogańskie). W 1672 roku Chrystian zmarł, a trzy lata później odszedł jego syn. Karolina została ostatnią przedstawicielką rodu Piastów.
Karolina Piastówna, podobnie jak wcześniejsze pokolenia Piastów, wychowywana była już w kulturze niemieckojęzycznej. Jej rodzina wyznawała kalwinizm. Księżniczkę wychowywano w surowy, ascetyczny sposób, niemniej jej matka, księżna Ludwika słynęła z dość „liberalnego” podejścia do innych wyznań. Nie tylko tolerowała katolików, ale wspierała ich finansowo, a na jej książęcym dworze pojawiali się nawet jezuici.
To właśnie dzięki jezuitom Karolina Piastówna poznała Fryderyka von Schleswig-Holstein-Sondenburg-Wiesenburg z dynastii Oldenburgów. To musiała być miłość od pierwszego wejrzenia, gdyż Karolina, nie zważając na katolickie wyznanie swojego ukochanego, postanowiła go poślubić. Karolina wiedziała, że ślub nie spotka się z aprobatą dworu, tak więc zaślubiny odbyły się potajemnie 14 lipca 1672 roku, a Karolina przeszła na katolicyzm. Jej rodzina nie miała innego wyjścia, jak zaakceptować fakt dokonany. Oficjalny ślub odbył się kilka miesięcy później, w maju 1673 roku.
Utrata księstwa
W lipcu 1674 roku na świat przyszedł jedyny syn Karoliny i Fryderyka, Leopold. Niestety dobrze zapowiadający się związek szybko się rozpadł. Sześć lat później, za zgodą cesarza Leopolda I, nastąpiła separacja, a Ludwik pozostał z ojcem
Kiedy w 1675 roku zmarł brat Karoliny, książę Jerzy Wilhelm, Karolina podjęła starania, aby przejąć władzę nad schedą po ojcu i bracie. Cesarz Leopold odmówił jej jednak prawa do zarządzania rodzinnymi dobrami. Karolina otrzymała jedynie dożywotnią pensję w wysokości 6 tysięcy talarów. Księstwo legnicko-brzeskie zostało włączone do domeny cesarskiej.
W 1680 roku zmarła matka Karoliny. Młoda księżniczka pozostała sama.
Karolina Piastówna zamieszkała we Wrocławiu przy ulicy Szewskiej. Nie miała nikogo bliskiego, żyła samotnie, prowadziła spokojne życie. Dużo się modliła, działała także w wielu akcjach dobroczynnych.
Karolina Piastówna zmarła 24 grudnia 1707 roku we Wrocławiu. Na niej zakończyła się dynastia Piastów. Serce Karoliny zostało złożone, zgodnie z decyzją jej syna, w kaplicy świętej Jadwigi w kościele świętej Klary we Wrocławiu (Mauzoleum Piastów Śląskich we Wrocławiu; dziś plac Nankiera), a ciało w klasztorze cysterek w Trzebnicy.
Miejsce dla Karoliny zostało wcześniej przygotowane w Mauzoleum Piastów Śląskich w Legnicy (Piasteum), przy kościele świętego Jana Chrzciciela. Zadbała o to jej matka, która budową Mauzoleum pragnęła upamiętnić wygasający ród Piastów. Miejsce Karoliny w Piasteum do dziś pozostaje puste.
Na urnie z sercem Karoliny znajduje się napis wybrany przez jej jedynego syna:
„Serenissima, dulcissima Karolina – najpogodniejsza, najsłodsza Karolina, księżna Holsztynu. Ostatni potomek wielkiego rodu Piastów. Żyła na świecie 930 lat w osobach przodków swoich, w sercu swym tu ziemskim 55 lat i 22 dni, w sercu syna – teraz i zawsze żyć będzie. Pomnik ten na wieczną sobie łez podnietę i pamięć jedyny syn Leopold”.