Après une Licence de Musicologie obtenue à l'Université Paris IV -Sorbonne, Caroline Pelon acquiert une première expérience musicale et professionnelle de haut niveau avec Philippe Herreweghe au sein de La Chapelle Royale et du Collegium Vocale de Gand. Ses affinités avec le répertoire baroque dans une perspective plus soliste la mènent au Conservatoire National Supérieur de Musique de Paris dans la classe de William Christie où elle remporte le Premier Prix à l'unanimité. Afin de compléter sa formation dans le domaine lyrique et scénique, elle rejoint ensuite pour deux saisons l'Atelier Lyrique de l'Opéra de Lyon dirigé par Claire Gibault. Elle se perfectionne actuellement auprès de Noelle Barker.

Depuis 1990, Caroline Peton est engagée comme soliste pour des concerts et des enregistrements discographiques par de nombreux ensembles de musique baroque tels que Les Arts Florissants -elle participe, dans le rôle de l'Amour, à la recréation de l'Orfeo de Rossi et interprète des Duetti da camera aux côtés de Sandrine Piau et William Christie, Les Talens Lyriques (Christophe Rousset), Il Seminario Musicale (Gérard Lesne), Le Parlement de Musique (Martin Gester), La Fenice (Jean Tubéry), La Simphonie du Marais (Hugo Reyne), Akadêmia (Françoise Lasserre) ...Invitée régulière de festivals français et étrangers -Versailles, Pontoise, Fontevraud, La Folle Journée de Nantes, Utrecht. .., elle collabore également à des productions scéniques :

Le Balet Comique de la Royne de Beaujoyeulx avec Gabriel Garrido (Festival d'Ambronay, Opéra de Genève), La Catena dadone de Mazzocchi avec Konrad Junghanel (Festival d'Innsbruck, Opéra d'Anvers).

Elle aborde l'opéra dès 1992, interprétant la Première Dame puis Pamina dans une adaptation française de La Flûte Enchantée de Mozart à l'Opéra de Lyon et à l'Opéra Comique de Paris.

Viennent ensuite Nicolette dans L'amour des Trois Oranges de Prokoviev à l'Opéra. de Strasbourg, Eurydice dans Les Malheurs d'Orphée de Milhaud à l'Opéra de Lyon ainsi que dans Orphée et Eurydice de Gluck à l'Opéra de Rennes, Pamela dans Pamela ou l'honnête fille de Piccinni à l'Opéra de Vevey et au Théâtre Impérial de Compiègne: Elle travaille ainsi sous la direction musicale de Claire Gibault, Kent Nagano, Jonad1an Darlington. ..dans des mises en scène de Louis Erlo, Alain Maratrat, Myriam Tanant. ..

Caroline Pelon affectionne particulièrement le répertoire d'oratorio -Le Messie de Haendel avec Joel Suhubiette, La Création de Haydn avec Louis Langrée -avec une prédilection pour J.S. Bach dont elle chante les Motets, les Cantates pour soprano BWV 51, 199 et 202, le Magnificat, la Messe en Si et la Passion selon Saint Jean sous la direction de Konrad Junghanel, Paul Colléaux ou Pierre Cao.

Elle a récemment enregistré la Passion selon Saint Matthieu de Telemann avec Wieland Kuijken.

Elle se produit volontiers en récital dans des Lieder de Schubert accompagnés par Patrick Cohen au pianoforte ou des Mélodies de Debussy avec la pianiste Françoise Tillard.

Par ailleurs, passionnée par la pédagogie, elle enseigne le chant baroque et lyrique au Conservatoire Municipal du VIIème arrondissement de Paris depuis 1995.