Carol Heiss nació para patinar.
Tomó el hielo de joven y a los 11 años ganó el título de novicia femenina de UnitedStates en 1951. Heiss ganó el título junior de los Estados Unidos en 1952 y luego ascendió al nivel senior, donde terminó segunda en los campeonatos nacionales durante cuatro años consecutivos.
Heiss terminó segunda en el Campeonato Mundial de 1955 y primera en 1956, finalmente venciendo a su compañera de equipo Tenley Albright. Más tarde ese mismo año, en los Juegos Olímpicos de Invierno de Cortina d’Ampezzo de 1956, Heiss terminó segundo detrás de Albright.
Pero Heiss no sería subcampeona de Albright por mucho más tiempo, ya que pronto dominó en el escenario mundial.
A partir de 1957, Heiss ganó cuatro campeonatos consecutivos de Estados Unidos y cuatro Campeonatos Mundiales consecutivos.
En los Juegos Olímpicos de Invierno de Squaw Valley 1960, Heiss tomó el Juramento Olímpico de abrir los Juegos, luego fue clasificada en primer lugar por los nueve jueces al capturar la medalla de oro.
Después de ganar el Campeonato Mundial de 1960, Heiss regresó a Nueva York y recibió un desfile de cintas de boletos.Heiss se retiró de la competición y se casó con su novia,el medallista de oro de patinaje artístico de 1956, Hayes Alan Jenkins. Ha sido entrenadora de patinaje artístico por mucho tiempo.