Après des études de droit et un DESS de droit de la communication audiovisuelle, Carole Rousseau commence par travailler en 1991 sur FR3 avec Jean-Marie Cavada au sein de la rédaction de l'émission La Marche du siècle. En 1992-1993, elle est pigiste à l'European Media Business & Finance à
Londres.
Forte de ce succès, elle est invitée en 1996 à une spéciale animateurs de La Grande Famille sur Canal+. À cette période, elle produit également quelques reportages sur David Douillet pour France 3, et présente le magazine Mode de vie sur TF1, en remplacement de Béatrice Schönberg.
Succès sur TF1 (années 1990-2000)
En 1997, elle rejoint TF1 qui lui confie tout d'abord la présentation d'un magazine estival en seconde partie de soirée, De plus en plus.
Entre 1997 et 1999, Carole Rousseau présente aussi plusieurs émissions spéciales dont En toute simplicité en première partie de soirée, qui propose de suivre des célébrités dans leur intimité ; Le Millénium retransmis en direct le avec Jean-Claude Narcy, célébrant le passage à l'an 2000, ainsi que l'ouverture de la matinée du 1er janvier 2000 avec Roger Zabel.
Elle participe aussi en tant qu'invitée à de nombreuses émissions de TF1, dont Histoire d'en rire, La fureur du 31 ou encore Les enfants de la télé.
Durant l'été 2000, elle présente chaque samedi en première partie de soirée le magazine Nos meilleurs moments, qui propose de revenir sur des émissions culte de la télévision française.
En seconde partie de soirée, après Célébrités, elle s'impose dans les années 2000 avec des magazine de société diffusé en deuxième partie de soirée : C'est quoi l'amour ? lancé en janvier 2000, qu'elle présente pendant 13 ans et dont elle est également productrice. Dans ce magazine, elle privilégie la sobriété dans les interviews d'anonymes. Pendant la même période, elle présente également Appels d'urgence, un magazine de reportages sur le travail quotidien de la police, gendarmerie, des pompiers, brigade des douanes, etc.
Polémiques et échecs
À la rentrée 2003 elle présente le magazine Scrupules qui nuira à son image. Dans cette émission produite par Jean-Luc Delarue[2], des anonymes invités devaient justifier des comportements jugés immoraux face à un public appelé à prendre position[3]. Mais l'émission est retirée de l'antenne après 6 numéros[4] faute d'audience[1].
Outre des magazines, Carole Rousseau anime ponctuellement des grands jeux en première partie de soirée : Le Grand Concours, Le Grand Quiz du cerveau ou encore Le Bac blanc aux côtés de Christophe Dechavanne[5]. En 2004, elle anime le divertissement Les Allumés.
En mai 2006, elle retrouve son partenaire de Plein les yeux, Jacques Legros. Ensemble, ils présentent sur TF1 Les 30 histoires les plus mystérieuses / spectaculaires / extraordinaires jusqu'en mars 2012.
Le 13 mai 2009, elle présente sur TF1 en première partie de soirée avec Julien ArnaudCes inconnus qui ont fait la une. L'émission n'a pas été reconduite en raison des audiences catastrophiques de celle-ci (3,8 millions seulement) qui placent TF1 en troisième position de la soirée.
Passage au second plan
Sur TMC, elle présente les magazines 90' Enquêtes (une émission traitant surtout de délinquance avec des reportages sur les forces de l'ordre) ainsi que 90' Faits Divers. Elle produit Ma drôle de vie, un magazine présenté par Alexia Laroche-Joubert.
De 2009 à 2018 elle présente sur TF1 Au cœur du crime, un magazine consacré aux faits divers[6].
Du à novembre 2012, elle présente sur TF1 les trois premières saisons de l'émission MasterChef, un grand concours national de cuisine[7]. En 2011-2012, elle présente la version junior du concours.
Depuis le 23 janvier 2015, elle coprésente avec Christophe Beaugrand sur TF1, le jeu La France passe le Test, consacré pour ses deux premières émissions au QI et à la culture générale.
Le , la chaîne C8 annonce dans un communiqué la venue de l'animatrice dans ses rangs dès septembre 2018. Il indique qu'« elle présentera chaque semaine la nouvelle case information de la chaîne qui sera lancée dès septembre 2018. Régulièrement, elle animera des soirées spéciales composées d'un document puis d'un débat en direct ». Ce départ a lieu dans un climat de tensions entre Carole Rousseau et la Une. En effet, sur le plateau de La médiasphère sur LCI, elle déclare que « Quand au bout de 20 ans de collaboration, vous ne recevez même pas un mot de félicitations pour la naissance de vos jumeaux ; quand au bout de vingt ans de collaboration, vous n'êtes même pas invitée à la soirée des quarante ans de la chaîne ; quand vous savez qu'ils ont essayé à plusieurs reprises de vous évincer mais que, dans le placard dans lequel je suis - parce qu'il faut arrêter de se raconter des bêtises -, ce placard réalise encore plusieurs millions de téléspectateurs, peut-être que Carole Rousseau est parfois un mal nécessaire »[8],[9],[10].
Sur C8 elle présente des magazines dont Enquête sous haute tension puis Jeudi Reportage, ainsi que des documentaires et des divertissements.
Vie privée
Elle est mariée, depuis octobre 2011, à Silvio Rossi-Arnaud, un avocat.
En juillet 2013, elle donne naissance à des jumeaux, nommés Luchino et Vittorio.