Caroline Bliss est née en juillet 1961 en Angleterre. Elle est la petite-fille du compositeur Sir Arthur Bliss, le maître de musique de la reine. Caroline commence par étudier la danse avant de se tourner vers des études d'arts dramatiques à la Bristol Old Vic School.
Sa carrière à la télévision commence en 1982, par un rôle pour le moins difficile à tenir pour une jeune actrice, celui de la princesse Diana, dans Charles and Diana, A Royal Love Story, produit par la chaîne ABC.
Lorsque Lois Maxwell décroche le rôle de Moneypenny en 1962, elle et le réalisateur Terence Young décident d'éviter le cliché de la secrétaire aux cheveux retenus par un chignon, au crayon derrière l'oreille et aux lunettes. Quand Caroline Bliss reprend le rôle en 1987, les producteurs décident au contraire de s'amuser avec cette image et celle d'une Moneypenny à la beauté désespérément inaccessible que le charmeur de Bond se contente de tolérer.
Le long break entre les tournages de Permis de Tuer (1989) et GoldenEye (1995) lui coûtera finalement sa place aux côtés de M. Caroline Bliss mettra un terme à sa carrière en 1996.