Après des études universitaires en philosophie et en allemand, Carole Letrouit a obtenu le diplôme supérieur de l’Institut national des techniques de la documentation du CNAM. Elle a travaillé brièvement en tant  que documentaliste dans le privé avant de passer avec succès le concours de conservateur des bibliothèques. Elle a exercé d’abord au Service commun de la documentation de l’université Lyon3 où elle a développé ses compétences dans le champ des services numériques (1993-1998), puis à l’université Paris Descartes où elle a occupé les fonctions de directrice adjointe du Service commun de la documentation (1998-2008) tout en étant chargée de mission pour l’accès distant aux ressources documentaires numériques par le consortium national Couperin. Elle est devenue directrice du Service commun de la documentation, autrement de la bibliothèque universitaire, de Paris 8 en janvier 2009, et elle est vice-présidente de l’Association des personnels de direction des bibliothèques universitaires françaises depuis 2011.