Carole Cyr est originaire de la Beauce. Après ses études en piano auprès de Madame Mariette Pelchat, elle s'oriente en interprétation et en éducation musicale à l'Université Laval. Elle poursuit son perfectionnement auprès du metteur en scène Marc Bégin et enrichit sa formation avec le soprano allemand Edith Mathis. Elle effectue par la suite un stage de perfectionnement en Italie auprès du soprano Liliana Poli, de la Scala de Milan. C'est finalement auprès de Madame Cécile Bédard qu'elle parfait son art.

Dès son jeune âge, Carole Cyr montre ses dispositions pour la musique en remportant le concours des Lauréats de l'école Vincent d'Indy de Montréal comme pianiste. En 1996, avec un ensemble sous sa direction, elle décroche la Palme d'or du concours des ensembles vocaux du Festival international de l'art vocal de Trois-Rivières.

Elle collabore avec plusieurs organismes culturels. Invitée par le Festival de musique sacrée de Québec, elle a chanté en compagnie du baryton Gino Quilico. Soliste pour le Festival Bach de Québec et soliste invitée par le Choeur polyphonique de Charlevoix dans la Messe en do mineur également de Mozart, elle chante aussi à l'Opéra de Québec depuis octobre 2006.

Carole Cyr a créé plusieurs oeuvres du compositeur québecois Louis Warren dont Un Matin d'été, L'automne, La jeune saison et Silence hivernal sur des poèmes de Lucie Roy-Brien.