Sofulak jest absolwentką studiów filologiczno-kulturoznawczych Europy Zachodniej na Uniwersytecie Warszawskim oraz reżyserii opery i teatru muzycznego na AST, ASP i Akademii Muzycznej w Krakowie. Doświadczenie zdobywała jako reżyserka wznowień i współpracowniczka reżysera na najważniejszych europejskich scenach operowych, m.in. w Teatrze Wielkim – Operze Narodowej, Opera North, Royal Opera House Covent Garden, English National Opera, Teatro Regio di Torino, Dijon Opera oraz Opéra National de Bordeaux.
Przełomem w jej karierze okazała się realizacja „Rycerskości wieśniaczej” w brytyjskiej Opera North, w której akcję opery Mascagniego osadziła w realiach Polski Ludowej. Spektakl spotkał się z entuzjastycznym przyjęciem krytyki i otworzył reżyserce drogę do dalszych międzynarodowych realizacji. Dla Opera North przygotowała dwuaktowy spektakl łączący „Rycerskość wieśniaczą” i „Aleka”, inspirowany estetyką polskiego kina moralnego niepokoju, a w Operze w Halle wyreżyserowała niemieckojęzycznego „Alberta Herringa” (koprodukcja z Teatrem Wielkim w Poznaniu).
W 2018 roku zdobyła pierwszą nagrodę w konkursie European Opera-directing Prize za inscenizacyjny koncept „Manon Lescaut”, zrealizowany w Opera Holland Park w Londynie. W 2021 roku z powodzeniem zaprezentowała własną interpretację „Balu maskowego” Giuseppe Verdiego w Królewskiej Operze Duńskiej w Kopenhadze oraz w Operze w Oslo.
W Polsce Sofulak współpracowała m.in. z Operą Śląską w Bytomiu („Napój miłosny”), Teatrem Wielkim w Łodzi („Dziewczyna z Dzikiego Zachodu”), Operą Krakowską („Turandot”) oraz festiwalem Opera Rara w Krakowie, realizując „Vandę” Antonína Dvořáka (2020) i „Złotego smoka” Pétera Eötvösa.
Z Teatrem Wielkim w Poznaniu Karolina Sofulak związana jest od lat. Na tej scenie zrealizowała m.in. „Fausta” Charlesa Gounoda (którego wznowienie zostanie pokazane w lutym 2026 roku), „Rusałkę” Dvořáka – uhonorowaną Nagrodą im. Jana Kiepury za najlepszą reżyserię, „Alberta Herringa” Benjamina Brittena oraz „Hrabinę” Stanisława Moniuszki, którą obecnie można obejrzeć na portalu OperaVision.
W 2023 roku Sofulak została nagrodzona Nagrodą im. Jana Kiepury za reżyserię „Rusałki”, z pamiętną rolą Iwony Sobotki w partii tytułowej.
W 2025 roku ukończyła prestiżowy Opera Management Course organizowany przez stowarzyszenie Opera Europa, poszerzając swoje kompetencje o obszar strategicznego zarządzania instytucją artystyczną.
W wywiadzie z Jackiem Marczyńskim dla Ruchu Muzycznego mówiła: Kiedyś pokutowało u nas przekonanie, że w operze trzeba mieć silną rękę, trochę arogancji i buty. Dziś upowszechnia się praca zespołowa. Może kobietom jest nieco łatwiej ją wprowadzać.
Objęcie przez Karolinę Sofulak stanowiska dyrektorki artystycznej Teatru Wielkiego w Poznaniu następuje w okresie, gdy trwa drugi konkurs na dyrektora naczelnego instytucji, ogłoszony 15 grudnia 2025 roku przez Zarząd Województwa Wielkopolskiego. Do czasu jego rozstrzygnięcia teatrem kieruje Renata Borowska-Juszczyńska.
