Après avoir obtenu un prix d'excellence de piano au Conservatoire du Havre et un 1er prix de formation musicale au Conservatoire de Rouen, Caroline Sence poursuit sa formation en classe d'écriture aux Conservatoires de Rouen et du Havre, en direction de chœur au Centre d'Art Polyphonique de Paris, en classe d'accompagnement au piano au Conservatoire de Rueil-Malmaison, et, pédagogiquement, auprès de Marguerite Labrousse notamment. Elle est admise au concours interne de Professeur d'Enseignement Artistique de formation musicale en 1999, et est également titulaire du Diplôme d'Etat de formation musicale et d'une Licence de Musicologie.