La sua carriera di modella iniziò grazie a un amico che, notando la sua bellezza, spedì delle foto di Karolína a un'agenzia a Praga. Dopo alcune sfilate nella Repubblica Ceca, Karolína si trasferì a Milano dove incontrò Miuccia Prada con la quale firmò un contratto.

Nel 1999, dopo un incontro con alcuni editori di Vogue, si trasferì a New York e nel febbraio 2001 comparve sulla copertina della rivista. Fu scelta da Victoria's Secret per partecipare al Fashion Show nel novembre del 2000. Altre case di moda, come Yves Saint-Laurent notarono Karolína e firmarono contratti con lei.