Родилась 20 сентября 1987 года в Харькове. Дедушка с бабушкой девочки играли в спектаклях для глухонемых: с юных лет Карина уже нередко выходила на сцену, исполняя детские роли, а когда ей исполнилось двенадцать, она стала серьезно обучаться в театральной студии. Кроме того, Карина посещала музыкальную школу, где играла на фортепиано. Дальнейшую свою судьба Андоленко хотела связать с актерской профессией. Сперва она думала пойти учиться в Харьковскую академию культуры, но в итоге так сложилось, что ее благополучно зачислили в студентки Школы-студии МХАТ к Константину Райкину. В период учебы Карина стала часто играть на театральной сцене, сперва при МХАТе, а затем в театре «Сатирикон», куда и была приглашена после окончания учебы.
Первые роли в кино были у Андоленко еще в студенческие годы, тогда в 2008 году, учась на четвертом курсе, она сыграла одну из ключевых ролей в драме «Розы для Эльзы». А следом с ее участием на экраны вышла мелодрама «Рябиновый вальс», картина принесла начинающей актрисе первую известность. Кроме того, за эту роль Карина была удостоена премии «Созвездие». Так ее актерская карьера стала стремительно развиваться, и вскоре Андоленко отметилась в целом ряде картин и сериалов, среди которых «Сильная слабая женщина», «Поцелуй сквозь стену», «Назад в СССР», «Только ты», «Рейдер», «Новогодняя жена» и «Страсти по Чапаю». А среди последних работ актрисы - сериал «Мой любимый гений» и фильмы «Неваляшка 2» да «Отдам котят в хорошие руки».