Okres lwowski i krakowski Karolina Paluch urodziła się we Lwowie w 1910 roku. Skończyła lwowskie gimnazjum (rok 1928), a następnie rozpoczęła studia na Wydziale Matematyczno-Przyrodniczym Uniwersytetu Jana Kazimierza (UJK). W 1935 roku obroniła pracę dyplomową na temat syntezy kwasu homotereftalowego (CAS: 501-89-3) i otrzymała dyplom magistra filozofii w zakresie chemii. Po studiach pracowała w UJK, początkowo (rok 1936) w Katedrze Chemii Organicznej prof. Romana Małachowskiego (stanowisko współpracownika naukowego), a następnie (1937–1941) – w Katedrze Krystalografii prof. Ludwika Chrobaka, jako asystentka.
W latach II wojny światowej Karolina Paluch pracowała w laboratorium chemicznym Kolei Wschodniej we Lwowie (1942–1944), a po wojnie – w Centralnym Laboratorium Przemysłu Spożywczego w Krakowie (1945–1949), gdzie zajmowała stanowisko kierownika działu fermentacji.