С четырёх лет училась игре на скрипке у своего отца. В девять лет перешла на флейту.
Училась в различных консерваториях США, а также в Италии у Северино Гаццелони.
Окончила Джульярдскую школу в 1972 году, класс Артура Лоры.
В 1978 г. выиграла Наумбурговский конкурс молодых музыкантов в тот единственный год, когда конкурс проходил среди флейтистов.
С 1988 г. преподаёт в Джульярдской школе. В репертуаре Кэрол Винценц преобладают современные композиторы, начиная с Сэмюэла Барбера. Ею были осуществлены мировые премьеры концертов для флейты с оркестром Лукаса Фосса (1986) и Кристофера Роуза (1994), Концерта-кантаты Хенрика Гурецкого (1992) и других сочинений.
Помимо сотрудничества с ведущими мировыми оркестрами, Винценц много играет в ансамбле, в том числе в составе Нью-Йоркского квинтета деревянных духовых. Кэрол Винценц основала фестиваль музыки для флейты в городе Сент-Пол и является его художественным руководителем. В 2010 году Винценц отметила