Carlota Casiraghi nació el 3 de agosto de 1986 en el Principado de Mónaco; es la segunda hija de la princesa Carolina de Mónaco y de Stéfano Casiraghi, el segundo esposo de esta. Es nieta de los fallecidos Rainiero III de Mónaco y Grace Kelly. Tiene dos hermanos, Andrea y Pierre Casiraghi y una hermana por parte de madre llamada Alexandra de Hannover. Carlota Casiraghi tiene origen francés, alemán, italiano e irlandés.
Tras la muerte de su padre Stéfano Casiraghi, Carlota se mudó con su madre y sus dos hermanos a la Provenza, concretamente al pueblo Saint Rémy. La pequeña estudió junto a sus hermanos en el colegio religioso Les Dames de Saint-Maur y fue en el año 1992 cuando la familia volvió a Mónaco, ya algo más recuperados del fallecimiento del patriarca. Carlota tenía 4 años cuando su padre murió.
Cuando se fue haciendo mayor, la prensa comenzó a tomar interés por ella y le pusieron el apodo de la princesa de Europa, que permanece hasta el día de hoy. Sufrió mucho la pérdida de su abuelo Rainiero de Mónaco y pasó unos días muy complicados durante el funeral y los reconocimientos a este. En cuanto a sus estudios, estudió en el Lycée François Couperin en Fontainebleau. Como estudios superiores realizó Filosofía en la Universidad de París, la Sorbona y allí es donde residía con su familia en el palacete que tienen los Grimaldi.
En cuanto a sus aficiones, ama los caballos, siendo una buenísima amazona por lo que ha conseguido numerosos premios. Ha participado en la Global Champions Tour, donde compiten los mejores jinetes del mundo. Su interés por la equitación viene desde que era tan solo una niña. Además, Carlota Casiraghi maneja muy bien los idiomas, ya que habla francés, italiano, inglés y alemán. Otro de sus intereses ha sido la moda, se ha convertido en todo un referente en este mundo, así como también se ha decantado por el periodismo, lanzando una revista sobre moda desde el punto de vista ecológico.
En cuanto a relaciones, la primera que se conoce es la que mantuvo con un aristócrata austriaco llamado Hubertus Arenque Frankensdorf, fueron juntos al Gran Premio de Mónaco y a esquiar en familia. En el año 2004 comenzó otra relación con el belga Felix Winckler, hijo de un abogado belga, con el que terminó en el año 2007. Desde este mismo año fue pareja del británico Alex Dellal, con el que estuvo hasta el año 2012, por lo que fue una relación bastante consolidada.
En este año comenzó su relación con Gad Elmaleh, un actor francés 15 años mayor que ella. Con él ha tenido su primer hijo, Raphäel, nacido el 17 de diciembre del 2013. A pesar de que tenía una relación consolidada el amor también se les terminó y su relación llegó a su fin en octubre del 2015. Tras él llegó el director italiano Lamberto Sanfelice, con el que no llegó a buen puerto. Su siguiente conquista ha sido el productor cinematográfico Dimitri Rassam, hijo de Carole Bouquet. La pareja dio la bienvenida a su primer hijo en común el 23 de octubre de 2018 en el Hospital Princesa Grace de Mónaco. El niño, séptimo nieto de la Princesa Carolina, recibió el nombre de Baltazhar.
