Carole Montillet remporte son premier titre à l’âge de 11 ans lorsqu’elle devient championne de France de slalom. Porte-drapeau lors des Jeux Olympiques de Salt Lake City en 2002, elle devient championne olympique de descente cette même année. En 2004, elle remporte la première de ses huit victoires en coupe du monde, quatre en descente et quatre en Super G. Elle est également pilote de rallye-raid, remporte à plusieurs reprises le Rallye Aïcha des Gazelles et participe à plusieurs Paris Dakar. Elle occupe également un rôle de consultante au sein des équipes de France Télévision.