Caroline LOEB est née le 5 octobre 1955 à Neuilly-sur-Seine, fille du galeriste Albert LOEB et petite-fille du galeriste Pierre LOEB. Caroline LOEB est actrice, animatrice radio, chanteuse, metteuse en scène et auteure française. Caroline LOEB passe une partie de son enfance à New York, aux États-Unis. Son frère cadet Martin est acteur.
Passionnée de théâtre, Caroline LOEB suit le fameux Cours Florent aux côtés de Sabine HAUDEPIN et Jean-Pierre DARROUSSIN, sous la direction de Francis HUSTER. Caroline LOEB est à l’affiche de « Succès » écrit par les premiers auteurs du groupe TSE (dans lequel elle tient pas moins de sept rôles). Les costumes et les décors portent la griffe de Paloma PICASSO. Caroline LOEB joue ensuite dans « Santa Claus Is Back In Town » de et avec Farid CHOPEL au Théâtre Le Palace, puis dans « Spaghetti bolognese » de Tilly, mis en scène par Michel HERMON.
En 1983, Caroline LOEB sort son premier album « Piranana » chez Ze Records, dont elle écrit les paroles. Le disque est réalisé à New York, avec une pochette de Jean-Baptiste MONDINO, dont elle a été styliste pour de nombreuses pochettes de disques (CHRISTOPHE, TÉLÉPHONE, Alain CHAMFORT, Michel JONASZ…). En tant que styliste, Caroline LOEB a notamment travaillé avec Serge GAINSBOURG pour son livre « Bambou et les poupées ».
C’est en 1986 que le destin de Caroline LOEB va basculer. Elle acquiert une subite notoriété grâce au 45 tours « C’est la ouate », dont elle est la co-auteure avec Pierre GRILLET. Un tube mis en musique par Philippe CHANY qui se classera n°5 du Top 50 en février 1987, et reste aujourd’hui encore l’un des titres les plus emblématiques de cette décennie. La chanson devient un énorme tube dans plusieurs pays (Italie, Allemagne, Argentine…).
Il s’en publie encore plusieurs versions chaque année en Italie, Quentin MOSIMANN la reprendra en France durant les années 2000, QUAFFE en Allemagne, le groupe franco-libanais BAMBY AND THE DOGS, etc.
Suivra le second album de Caroline LOEB « LOEB CD », incluant le follow-up « A quoi tu penses ? ».
Dès 1993, Caroline LOEB se découvre une passion pour la mise en scène, et dirige de nombreux artistes ; notamment des spectacles musicaux : cinq spectacles avec Michel HERMON, ainsi que « LIO chante PRÉVERT », « Loin de Paname » avec et pour Viktor LAZLO, ou « Les bijoux ».
De 1995 à 1996, Caroline LOEB co-anime avec Laurent PETITGUILLAUME et sous la direction de Pascale BREUGNOT une émission mensuelle de seconde partie de soirée sur TF1 : « Scènes de ménage ».
À la radio, on l’entendra dans son émission « Radio Caroline » sur RTL 2, ainsi que chez Laurent RUQUIER, Philippe BOUVARD, ou sur la City Radio et Radio Nova où Caroline LOEB fait régulièrement des chroniques culture.
En 1999, Caroline LOEB crée à Avignon « Shirley », avec Judith MAGRE, d’après les carnets de Shirley GOLDFARB, textes réunis par Gregory MASUROVSKY, qui vaudra à la comédienne son deuxième Molière, en 2000.
De 2001 à 2006, Caroline LOEB met en scène le groupe de rock français les WEEPERS CIRCUS et les habille en Jean-Paul GAULTIER. Caroline LOEB publie son premier roman chez Flammarion « Has Been » fin 2006, quelques années après la parution de ses chroniques radios éditées au Point Virgule/le Seuil « Bon chic chroniques ».
En 2007, Caroline LOEB met en scène et joue « Les monologues du vagin » au Théâtre Michel à Paris, puis se rend au Festival d’Avignon où Caroline LOEB crée « L’oiseau rare », un spectacle musical. Ce dernier sera repris jusqu’en avril 2008 au Théâtre du Ranelagh, à Paris et est en tournée. Caroline LOEB collabore avec Alain CHAMFORT à la création de « Chansons en trompe l’œil » à Haubourdin en novembre 2007.
À l’automne 2008 Caroline LOEB présente le nouveau spectacle des BONS BECS « Voyage de notes » au Sudden Théâtre, qui tourne partout en France.
Retour à la musique en 2007, Caroline LOEB enregistre son troisième album « Crime parfait », avec les collaborations d’Élisa POINT, CHET, Jérôme REBOTIER, Bertrand BELIN et le groupe WEEPERS CIRCUS.
En 2008, Caroline LOEB effectue son retour musical sur scène dans le spectacle musical « MISTINGUETT, MADONNA & moi », qu’elle a mis au point avec Nicolas VALLÉE, accompagnée à l’accordéon par Patrick BRUGALIÈRES au Festival d’Avignon.
En 2009, Caroline LOEB chante sur un titre de l’album « À la récré » (un livre-disque de chansons pour enfants) du groupe WEEPERS CIRCUS, puis, en 2010 participe au livre-disque pour enfants d’Emma DAUMAS « Les larmes de crocodile et autres fables » aux côtés de Gérard DARMON, Alain CHAMFORT, Elodie FRÉGÉ et Marcel AMONT.
Dès septembre 2011, Caroline LOEB rejoint Christophe RENAUD à la présentation de « Melody 80 » sur Télé Melody. Au printemps 2012, Caroline LOEB rejoint également le spectacle musical « RFM Party 80 » (qui donnera lieu au film « Stars 80 » en 2013, dans lequel elle joue son propre rôle).
Caroline LOEB apparaît aussi régulièrement au cinéma, notamment dans les films d’Adolfo ARRIETA, James IVORY, Jacques DEMY, Stéphanie DE MAREUIL, Virginie THÉVENET, Annick LANOË, René FERET, Marion VERNOUX, Jacques RICHARD ou Frédéric FORESTIER, puis se lance elle-même dans la réalisation avec le court-métrage « Vous désirez ? ». Le film est présenté à la Mostra de Venise avec ceux de Laetitia MASSON et Lola DOILLON.