Karolina miała duży wpływ na surowe wychowanie dzieci Liszta, które miał z Marie d’Agoult.

Karolina formalnie rozwiodła się w 1855 roku, jej mąż był protestantem i ożenił się powtórnie w 1857 roku. Ślub z Lisztem był jednak niemożliwy, gdyż Karolina była praktykującą katoliczką, zaś jej mąż jeszcze żył. Rozpoczęły się wieloletnie starania o orzeczenie nieważności małżeństwa, w co zaangażowane były najwyższe władze świeckie i duchowe – car oraz papież. W roku 1860, wydawało się, nastąpił sukces, gdyż Stolica Apostolska uznała ślub Wittgensteinów za „nieważny”. Zaplanowano wówczas ślub na 22 października 1861 roku, w pięćdziesięcioletnie urodziny Liszta. Jednak małżonek, Mikołaj zu Sayn-Wittgenstein, jak się wydaje, namówił cara Rosji na interwencję dyplomatyczną w Watykanie, w związku z czym wydane już pozwolenie na ślub zostało cofnięte. Dodatkowo, rząd carski skonfiskował Karolinie większość jej posiadłości i chłopów, co miało uniemożliwić późniejsze wyjście za mąż. Uważa się, że rosnąca awantura mogła skutecznie zaszkodzić planom małżeńskim Marii Pauliny, córki Karoliny, co ostatecznie skłoniło tę ostatnią do rezygnacji o dalsze starania o ślub z Lisztem.