Lady Caroline foi a única filha, segunda e última criança nascida de John Russell, 4.º Duque de Bedford, e de sua segunda esposa, Gertrude Leveson-Gower. Os seus avós paternos eram Wriothesley Russell, 2.º Duque de Bedford e Elizabeth Howland. Os seus avós maternos eram John Leveson-Gower, 1.º Conde Gower e Evelyn Pierrepont.
Ela teve apenas um irmão por parte de pai e mãe, que era Francis Russell, Marquês de Tavistock, marido de Elizabeth Keppel.
Do primeiro casamento do duque com Diana Spencer, ela teve um meio-irmão, que era John Russell, Marquês de Tavistock, que nasceu e morreu em 6 de novembro de 1732.
No dia 23 de agosto de 1762, aos 19 ou 20 anos de idade, Caroline casou-se com George Spencer, 4.º Duque de Marlborough, de 23 anos, em Bedford House, na cidade de Londres. George era filho de Charles Spencer, 3.º Duque de Marlborough e de Elizabeth Trevor.
O casal teve sete filhos, cinco meninas e dois meninos.
Em 1788, a duquesa enviou uma carta ao pintor Ozias Humphrey, contendo um desenho de um retrato de seu marido, George, feito pelo pintor Thomas Gainsborough, que havia morrido neste mesmo ano. Portanto, ela pede que Humphrey complete o retrato inacabado.[4]
De acordo com Gibbs, a rainha Carlota a chamou de "a mulher mais orgulhosa na Inglaterra." [1]
A duquesa faleceu no dia 26 de novembro de 1811, aos 68 ou 69 anos de idade. Foi sepultada no Palácio de Blenheim.
Descendência
Caroline Spencer (27 de outubro de 1763 – 23 de novembro de 1813), foi esposa de Henry Welbore Ellis, 2.º Visconde Clifden de Gowran, com quem teve dois filhos;
Elizabeth Spencer (entre 1764 e 1774 – 1812), foi esposa de John Spencer, com quem teve quatro filhos;
Charlotte Spencer (entre 1765 e 1772 – 1802), foi esposa do reverendo Edward Nares, com quem teve uma filha;