Carole Campion est titulaire d’une maîtrise en biologie cellulaire et physiologie (2003) de l’université de Bretagne Occidentale (UBO, France) ainsi que d’une maîtrise en virologie et immunologie (2007) de l’Institut National de la Recherche Scientifique (INRS, Québec). En 2013, elle a complété un doctorat (Ph.D.) en virologie et immunologie à l’INRS. Elle a par la suite poursuivie ses recherches avec un stage postdoctoral au Centre de Recherche du CHUM (CRCHUM, Montréal, 2018).

Dans le cadre de ses études doctorales, Carole Campion a obtenu plusieurs bourses de recherche dont celle de  la Fondation Armand-Frappier, la Fondation Cole et la bourse d’études supérieures du Canada Frederick Banting et Charles Best (Institut de Recherche en Santé du Canada, IRSC). Ses travaux portaient sur les mécanismes moléculaires et transcriptionnels d’un gène impliqué dans la progression du cancer du sein triple négatif, du lymphome et du carcinome ovarien. Elle a poursuivi avec un stage postdoctoral sur l’étude des fonctions intracellulaires d’une protéine impliquée dans la régénération du tissu rénal et dans la progression du cancer du rein. Elle a obtenu une bourse postdoctorale KRESCENT, un programme national de formation scientifique et d'encadrement des chercheurs spécialisés dans le domaine rénal (financée par la Fondation du rein, la Société Canadienne de Néphrologie et les IRSC).

C’est en 2019 que Mme Campion devient professionnelle scientifique à l'évaluation des technologies innovantes en santé à l’INESSS, au sein de la  direction de l'évaluataion des médicaments et des technologies à des fins de remboursement.