Après des études en littérature française et en pédagogie, Caroline Senneville commence sa carrière d'enseignante en 1990 au Cégep Limoilou. Quelques années plus tard, c'est une réforme de l'éducation avec des impacts importants pour les professeurs qui provoquent son engagement syndical en tant que déléguée[1]. Elle devient ensuite présidente du Syndicat des enseignants et des enseignantes du Cégep Limoilou-CSN.
En 2001, elle est élue comme deuxième vice-présidente de la FNEEQ et occupe par la suite le poste de secrétaire générale et trésorière jusqu'en 2012. Elle est ensuite présidente, de 2012 à 2017[2]. C'est à ce titre qu'elle participe aux états généraux de l'éducation en plein printemps étudiant.
Vice-présidence de la CSN
Caroline Senneville est élue à la vice-présidence de la CSN en 2017 et à ce titre, assure la responsabilité politique de la négociation du secteur public pour la ronde de 2018-2021[3]. En l'absence de front commun avec les autres centrales syndicales, la centrale représente alors plus de 160 000 travailleuses et travailleurs, répartis en quatre fédérations.
Les négociations ont lieu en pleine pandémie et se concluent le . Une entente de principe est conclue entre la CSN et le gouvernement et quelques jours plus tard, les membres de la centrale l'entérinent[4].
Présidence de la CSN
Caroline Senneville est élue à la présidence de la CSN lors du conseil confédéral de [5]. Elle souhaite alors porter un « syndicalisme d'ouverture, inclusif et rassembleur » et désire s'inscrire en faux contre le corporatisme syndical. Dans une entrevue avec Radio-Canada, elle se décrit comme pragmatique avec la volonté d'être le plus possible sur le terrain pour mieux porter la voix des travailleuses et des travailleurs.
Militante féministe[6], elle est la deuxième femme de l'histoire de la CSN à occuper la fonction de présidente de la centrale[7].