کارولینا ویدرا در اوپول، اوپولسکی، لهستان متولد شد. مادر و پدرش به ترتیب معلم ریاضیات و هنر بودند. در سال ۱۹۹۲، او و خانوادهاش به شهرستان اورنج، کالیفرنیا مهاجرت کردند، جایی که والدینش یک کسب و کار نظافت راه اندازی کردند. والدینش در سال ۲۰۱۲ از هم جدا شدند و مادرش متعاقباً به لهستان بازگشت. در اکتبر ۱۹۹۷، ویدرا در مسابقه Elite Lee Model Look که توسط روشومبا ویلیامز و دوریان گرگوری برگزار شد، برنده شد. از آن زمان، او در تبلیغات چاپی برندهایی مانند Armani Exchange، Levi's Red، Calvin Klein، Smashbox Cosmetics، Dooney & Bourke، Charles David، Urban Decay، John Frieda و Kenneth Cole ظاهر شده است. ویدرا همچنین به عنوان مدل روی جلد مجله آلمانی Elle و مجله Oyster ظاهر شده است. در سال ۲۰۰۶، ویدرا در یک تبلیغ Nespresso با جورج کلونی بازی کرد. در سال ۲۰۰۸، او در فیلم کمدی-درام «مهربان باش، به عقب برگرد» (۲۰۰۸) به کارگردانی میشل گوندری و فیلم درام ورزشی «شکر» (۲۰۰۸) به کارگردانی آنا بودن و رایان فلک بازی کرد. سپس در سال ۲۰۱۱ در فیلم کمدی رمانتیک «دیوانهوار، احمقانه، عشق» (۲۰۱۱) در نقش جوردین بازی کرد. از سال ۲۰۱۱ تا ۲۰۱۲، او در فصلهای هفتم و هشتم سریال درام پزشکی «هاوس» (۲۰۰۴) از شبکه فاکس ظاهر شد و نقش دومینیکا پترووا، مهاجری که برای گرفتن گرین کارت با هاوس ازدواج میکند، را بازی کرد. ویدرا سپس در سال ۲۰۱۲ در فیلم فانتزی مهیج «بعد از» (۲۰۱۲) در کنار استیون استریت نقش اصلی را داشت. سال بعد، او در فیلم علمی تخیلی «گزارش اروپا» (۲۰۱۳) نقش اصلی کاتیا پتروونا را بر عهده داشت. در مارس ۲۰۱۳، او در قسمت آزمایشی بازسازی سریال درام بریتانیایی «دختران بد» (۲۰۱۲) از شبکه انبیسی انتخاب شد. ویدرا در سال ۲۰۱۳ به جمع بازیگران سریال درام فانتزی شبکه HBO، True Blood (2008)، در نقش ویولت مازورسکی، خونآشامی که دوست دختر جیسون استکهاوس میشود، پیوست. در فصل ششم، ویدرا یکی از بازیگران ثابت سریال بود، اما برای فصل هفتم و پایانی آن به جمع بازیگران اصلی ارتقا یافت. در سال ۲۰۱۴، ویدرا در نقش شخصیت مارا پکستون در فصل پنجم سریال درام Justified (2010) از شبکه FX حضور یافت. سپس ویدرا در فیلم ترسناک Incarnate (2016) (2015) از Blumhouse Productions در کنار آرون اکهارت بازی کرد. در سال ۲۰۱۵، او به جمع بازیگران سریال درام جنایی Wicked City (2015) از شبکه ABC در نقش دایان کوبک، کارآگاه زیبایی که به عنوان یک پیشخدمت و فروشنده مواد مخدر در Sunset Strip مخفیانه کار میکند، پیوست. در آوریل ۲۰۱۶، اعلام شد که ویدرا برای بازی در سریال بازسازیشدهی Twin Peaks (۲۰۱۷) از شبکهی Showtime انتخاب شده است. در اوت ۲۰۱۶، او به سریال درام Sneaky Pete (۲۰۱۵) از شبکهی Amazon Studios پیوست و نقشی تکراری را ایفا کرد. در سال ۲۰۱۹، او در سریال Agents of S.H.I.E.L.D. (۲۰۱۳) و فیلم اکشن مهیج آمریکایی A Score to Settle (۲۰۱۹) در کنار نیکلاس کیج و به کارگردانی شان کو ظاهر شد.