Caroline Piketty est conservatrice du patrimoine. Elle a été mise à disposition des services du Premier ministre dans le cadre de la Mission d'étude sur la spoliation des juifs de France présidée par Jean Mattéoli (1997-2000). Aux Archives nationales, elle a été successivement responsable des archives des spoliations et de l'épuration judiciaire, puis du service d'aide à la recherche et du bureau des recherches administratives et familiales. Depuis janvier 2008, elle travaille à la section des Archives privées des Archives nationales.