早年經歷
1751年7月22日（舊曆7月11日），卡羅琳·瑪蒂爾達在位於倫敦的萊斯特府內出生。她是英國威爾斯親王弗雷德里克王子和薩克森-哥達-阿爾滕堡的奧古斯塔公主的第九個孩子，也是最小的孩子。1751年3月31日，在她出生前大約3個月，她的父親便突然離世。作為威爾斯親王的女兒，她一出生就被授予了“ 卡羅琳·瑪蒂爾達公主殿下（Her Royal Highness Princess Caroline Matilda）”的頭銜，儘管當她出生時威爾斯親王的稱號已經由她的哥哥喬治（即後來的英國國王喬治三世）繼承。8月1日，出生10天后的卡羅琳·瑪蒂爾達在萊斯特府內接受了諾里奇主教托馬斯·海特的洗禮。她的教父母是她的哥哥喬治三世，她的姑姑卡羅琳公主和她的姐姐奧古斯塔公主。
在其嚴格的母親的照料下，卡羅琳·瑪蒂爾達在遠離英國宮廷的環境中長大。她天性單純，不拘小節，並且對宮廷鬥爭和政治陰謀毫無興趣。她的大部分時間都與家人在萊斯特府內度過，但每至假日，他們就會搬到基佑宮居住。卡羅琳·瑪蒂爾達沉浸在戶外生活和騎馬的快樂中，儘管她和姐姐們只接受了不完整的教育，但她極具音樂天賦，是個嗓音優美的歌唱家。她還會講三門語言：義大利語、法語和德語。
遠嫁丹麥
1764年，丹麥奧爾登堡王朝和英國漢諾瓦王朝之間決定聯姻，他們特別希望能夠讓丹麥王儲克里斯蒂安娶一位英國公主。丹麥王儲克里斯蒂安是丹麥國王弗雷德里克五世和他的第一任妻子，英國的路易絲公主倖存下來的長子，因此，他也是威爾斯親王喬治的表弟。由於丹麥和英國的王室成員都是新教徒，並且已故的路易絲王后非常受丹麥民眾的喜愛，因此，丹麥與英國之間的聯姻順理成章。起初，英國打算將威爾斯親王弗雷德里克王子的女兒路易莎公主嫁給克里斯蒂安，但是當丹麥駐倫敦代表博特默伯爵了解到路易莎公主體格虛弱後，聯姻的對象就換成了路易莎的妹妹卡羅琳·瑪蒂爾達。1765年1月10日，官方正式宣布了卡羅琳·瑪蒂爾達與丹麥王儲克里斯蒂安訂婚的訊息。
1766年1月14日，丹麥國王弗雷德里克五世在婚禮籌備期間去世，年僅17歲的王儲成為了丹麥國王克里斯蒂安七世。同年10月1日，約克和奧爾巴尼公爵愛德華王子代替克里斯蒂安在聖詹姆斯宮的皇家禮拜堂內（一說在卡爾頓府內舉行）與卡羅琳`瑪蒂爾達舉行了代理婚禮。兩天后，卡羅琳`瑪蒂爾達就離開哈里奇啟程前往鹿特丹。三周后，她抵達了阿爾托納，她在此地告別了從英國一同前來的隨行人員，並且接受了她的丹麥侍臣的迎接。12天后，卡羅琳`瑪蒂爾達來到了羅斯基勒，在那裡她見到了她的未婚夫。1766年11月8日，兩人在位於哥本哈根克里斯蒂安堡宮的皇家禮拜堂內正式結婚。婚禮的慶祝會和舞會持續了一個月。1767年5月1日，卡羅琳`瑪蒂爾達在哥本哈根加冕為丹麥王后。
不幸婚姻
身處丹麥宮廷的年輕王后氣質出眾，可愛迷人。有人認為她身材太過豐腴而達不到美人的標準，但也有人覺得她充滿魅力。據說“她的外貌使她免於遭受對女性的批判，但是依舊能夠迷住男人的眼睛。”儘管她最初在哥本哈根受到了熱情地接待，但是她純真自然不矯揉造作的性格在刻板的丹麥宮廷內卻不受歡迎。生性怯弱、自私自利和精神失常的克里斯蒂安七世對他的妻子很冷淡，並且不急於與卡羅琳·瑪蒂爾達圓房。克里斯蒂安之所以會對妻子這種態度，有可能是因為他是在政府的強迫下結婚的，因為丹麥政府認為國王的精神狀態會隨著他的結婚而得到改善。除此之外，宮廷內的一部分人還覺得克里斯蒂安相較於女性更喜歡男性。儘管有傳言稱克里斯蒂安是同性戀，但是他卻有一名情婦。兩人的關係始於1766年的夏天。而且克里斯蒂安經常在哥本哈根與妓女縱情聲色，其中最著名的妓女要數安娜·凱薩琳·本塔根。
卡羅琳·瑪蒂爾達與她的首席宮廷侍女路易絲·馮·普勒森關係密切。路易絲注意到國王的朋友們都品行不端並且經常做出一些將國王和王后分離開的舉動，例如康拉德·霍爾克和埃維伍德·勃蘭特。並且由於克里斯蒂安七世並不喜歡卡羅琳·瑪蒂爾達，因此這些行為做起來毫不費力。路易絲還建議卡羅琳·瑪蒂爾達當國王流露出要與她發生性行為的渴望時，她應該要假裝身體欠安，因為路易絲認為欲擒故縱會讓國王更加饑渴難耐，但一切都事與願違，國王對此只會變得更加不情願，而這對夫婦的關係也因此變得更加疏離。最終，在導師埃利·薩洛蒙·弗朗索瓦·雷維爾的勸說下，克里斯蒂安為了傳宗接代與卡羅琳·瑪蒂爾達圓了房。當卡羅琳·瑪蒂爾達於1768年1月28日誕下王儲弗雷德里克後，克里斯蒂安又將興趣轉向前往哥本哈根的妓院內尋花問柳。儘管卡羅琳·瑪蒂爾達對政治不感興趣，但在繼承人出生後，她在宮廷內扮演著重要的角色。
1768年5月，克里斯蒂安開始了他的漫長的環遊歐洲之旅，所到之處包括阿爾托納、巴黎和倫敦。在此期間，卡羅琳·瑪蒂爾達留在丹麥照顧兒子並且當她在哥本哈根街頭散步時還引起了人們的注意。人們認為卡羅琳·瑪蒂爾達的行為簡直丟人現眼，因為當時丹麥的王室和貴族女性一般只乘坐馬車在城裡出行。在秋天回到哥本哈根之前，卡羅琳·瑪蒂爾達和兒子在腓特烈堡城堡度過了一個夏天。在國王不在的日子裡，有傳聞稱卡羅琳·瑪蒂爾達與一位來自一家名為“霍夫特雷特”的法語歌劇院的帥氣的演員兼歌手拉圖爾發生了婚外情。拉圖爾是其侍女伊莉莎白·馮·埃本的情夫，但是他卻從“一雙高貴的手”中收到了禮物並且據說他表面上是去伊莉莎白·馮·埃本的臥室實際上是去王后的閨房。此事被認為是無中生有，但是也許是因為謠言本身就有足夠的破壞性，因此，拉圖爾在國王回國後就被流放了。除了伊莉莎白·馮·埃本外，卡羅琳·瑪蒂爾達還結交了包括克里斯汀·索菲·馮·格哈勒、安娜·索菲·比洛和阿瑪莉·索菲·荷斯坦在內的朋友。據寫信人路易絲·格拉姆的記錄，她們鼓勵王后參加更多的社交活動和舞會，並且慫恿王后與他人打情罵俏。。
初遇情夫
1769年1月12日，克里斯蒂安回到了哥本哈根，並且帶回了一位名為約翰·弗里德里希·施特林澤的醫生作為王室御醫。克里斯蒂安在阿爾托納遇見了施特林澤，在1769期間，國王的精神狀況逐漸惡化，但施特林澤卻能夠明顯地控制住國王的病情。國王的顧問們對此甚感寬慰，克里斯蒂安也對他寄予厚望。據說施特林澤還鼓勵國王與比吉特·索菲·加貝爾交往，因為他認為國王與聰慧的女性在一起會使他的精神狀況更加穩定並且國王的精神問題也會更容易處理。但是一切都事與願違，人們都認為施特林澤是在為國王提供情婦，這也使得卡羅琳·瑪蒂爾達對施特林澤充滿敵意。在此之後，施特林澤開始鼓勵國王改善與卡羅琳·瑪蒂爾達之間的關係，並且在1769年7月22日一個為期三天的生日聚會上，克里斯蒂安七世也對卡羅琳·瑪蒂爾達大獻殷勤。
王后深知施特林澤是造成國王改變的幕後推手，她對這位英俊迷人的醫生也越來越感興趣。卡羅琳·瑪蒂爾達十分感謝施特林澤改變了國王對自己的態度，她在宮廷內的地位也因此大為提高。1769年夏天，卡羅琳·瑪蒂爾達患上了水腫病，在她丈夫的堅持下，施特林澤開始為王后看病。在施特林澤的醫治下，王后的身體逐漸好轉，施特林澤也因此獲得了王后的信賴。當施特林澤成功地為王儲弗雷德里克接種了天花疫苗後，國王夫婦更是對他深信不疑。1770年1月，施特林澤在克里斯蒂安堡宮內擁有了自己的房間。與此同時，隨著國王精神問題的惡化，克里斯蒂安變得越來越消極孤僻，越來越無法履行君主職責，他也將越來越多的國家日常事務委託給施特林澤處理。
深陷情網
到了1770年春天，施特林澤成為了王后的情夫。後來在卡羅琳·瑪蒂爾達與克里斯蒂安七世的離婚訴訟期間，她是侍從更是稱他們懷疑兩人至少在1769年末就開始私通。迫於傳言的壓力，卡羅琳·瑪蒂爾達開始暫時限制自己與施特林澤之間的交往，但這種狀態並沒有持續太久。到了1770年夏天，卡羅琳·瑪蒂爾達與施特林澤的親密關係就在首都哥本哈根及其以外的地區眾所周知。不久之後，卡羅琳·瑪蒂爾達和克里斯蒂安就在施特林澤的陪同下遊覽了德國邊境地區什勒斯維希-霍爾斯坦公國。在旅途期間，卡羅琳·瑪蒂爾達和施特林澤之間過分親昵的舉動讓兩人是戀人的傳聞開始蔓延。在卡羅琳·瑪蒂爾達的幫助下，施特林澤將康拉德·霍爾克等一干政敵都驅逐出宮。
1770年夏天，卡羅琳·瑪蒂爾達的母親前往歐洲大陸訪問，出於各種原因，她想和自己的女兒交談。會面原定在不倫瑞克舉行，但後來又將地點改為呂訥堡。最早在1770年8月，卡羅琳·瑪蒂爾達在呂訥堡見到了母親並且這也是這對母女的最後一次見面。據說，卡羅琳·瑪蒂爾達穿著一條及膝的褲子就接見了母親，這在當時是被視為極其丟臉的行為。在會面期間，施特林澤一直站在王后的身側，所以卡羅琳·瑪蒂爾達的母親根本找不到與女兒自由交談的機會。她只能命令薩克森-勞恩堡首相伍德福德就卡羅琳·瑪蒂爾達的放蕩行為去警告她。但是最後，無論是伍德福德還是格洛斯特和愛丁堡公爵（他於同年在哥本哈根拜訪了妹妹卡羅琳·瑪蒂爾達）都沒有達成目的。
1770年9月，據說在卡羅琳·瑪蒂爾達和施特林澤的密謀下，總理約翰·哈特維希·恩斯特·馮·伯恩斯托夫被迫下台。當卡羅琳·瑪蒂爾達的母親問她對這些傳聞有什麼看法時，卡羅琳·瑪蒂爾達對其母親的哀嘆傲慢的回覆到：“夫人，請允許我按照自己的意願管理我自己的王國吧！”12月18日，施特林澤被任命為樞密院顧問。1771年7月，施特林澤進入內閣，並且國王宣布他簽署的詔令與自己簽署的效力一至。7月22日，在王后生日當天，施特林澤和他的助手埃維伍德·勃蘭特伯爵被正式任命。從這時起，施特林澤享有著至高無上的權利，在1771年3月20日至1772年1月16日期間，他擁有著絕對的統治權，這一時期也被稱為“施特林澤時代”。
