Carriera Caroline Dolehide ha vinto 9 titoli in singolare e 9 titoli nel doppio nel circuito ITF. Il 2 ottobre 2023 ha raggiunto il best ranking mondiale nel singolare al nº 41; il 26 agosto 2024 ha raggiunto il miglior piazzamento mondiale nel doppio al numero 9.
In singolare, Caroline ha raggiunto nel 2023 la prima finale WTA in carriera nel prestigioso torneo 1000 di Guadalajara, sconfiggendo le connazionali Peyton Stearns e Sachia Vickery, la top-20 Ekaterina Aleksandrova, l'ex semifinalista slam Martina Trevisan (annullando quattro match point) e l'ex top-5 Sofia Kenin nel penultimo atto (7-5 6-3). In finale, l'americana si arrende alla nº9 del mondo Maria Sakkarī con lo score di 5-7 3-6. Grazie alla strabiliante settimana, Dolehide entra per la prima volta in carriera in tra le prime 50 del mondo, attestandosi al nº42, suo nuovo best-ranking.
Il 27 ottobre 2024, raggiunge la seconda finale WTA della carriera al Guangzhou Open, dove si arrende alla serba Olga Danilović con il punteggio di 3-6, 1-6.
Principalmente doppista, ha vinto due titoli WTA in carriera, un 250 assieme alla connazionale Asia Muhammad al Monterrey Open 2021 e il più importante 1000 con Desirae Krawczyk al Canadian Open 2024, oltre ad aver raggiunto un'altra finale nel 1000 del Qatar Ladies Open 2024 sempre in coppia con Krawczyk. Nel 2023, si è aggiudicata anche il 125 all'Open Internacional Femení Solgironès 2023, in coppia con la russa Diana Šnajder.
Nei Grand Slam, ha raggiunto tre semifinali a Wimbledon nel 2021 (con Storm Sanders), nel 2023 (con Zhang Shuai) e nel 2024 (con Krawczyk), altre due semifinali agli US Open nel 2019 (con Vania King) e 2022 (con Sanders), e una semifinale al Roland Garros nel 2024 (con Krawczyk). Agli Australian Open non si è spinta oltre i quarti di finale raggiunti in tre occasioni nel 2020 (con Jennifer Brady), nel 2022 (con Sanders) e nel 2023 (con Anna Kalinskaja).
Statistiche WTA Singolare Sconfitte (2) Legenda Grande Slam (0) Argenti Olimpici (0) WTA Finals (0) WTA Elite Trophy (0) Dal 2021 WTA 1000 (1) WTA 500 (0) WTA 250 (1)
N.DataTorneoSuperficieAvversaria in finalePunteggio 1. 23 settembre 2023 Guadalajara Open, Guadalajara Cemento Maria Sakkarī 5-7, 3-6 2. 27 ottobre 2024 Guangzhou Open, Guangzhou Cemento Olga Danilović 3-6, 1-6
Doppio Vittorie (3) Legenda Grande Slam (0) Ori Olimpici (0) WTA Finals (0) WTA Elite Trophy (0) Dal 2021 WTA 1000 (1) WTA 500 (0) WTA 250 (2)
N.DataTorneoSuperficieCompagnaAvversarie in finalePunteggio 1. 20 marzo 2021 Monterrey Open, Monterrey Cemento Asia Muhammad Heather Watson Zheng Saisai 6-2, 6-3 2. 12 agosto 2024 Canadian Open, Toronto Cemento Desirae Krawczyk Gabriela Dabrowski Erin Routliffe 7-6(2), 3-6, [10-7] 3. 4 aprile 2026 Copa Colsanitas, Bogotà Terra rossa Irina Chromačëva Valerija Strachova Anastasija Tichonova 7-6(5), 6-4
Sconfitte (6) Legenda Grande Slam (0) Argenti Olimpici (0) WTA Finals (0) WTA Elite Trophy (0) Dal 2021 WTA 1000 (1) WTA 500 (3) WTA 250 (2)
N.DataTorneoSuperficieCompagnaAvversarie in finalePunteggio 1. 13 giugno 2021 Nottingham Open, Nottingham Erba Storm Sanders Ljudmyla Kičenok Makoto Ninomiya 2. 3 ottobre 2021 Cemento Květa Peschke Andrea Petković 3-6, 1-6 3. 12 giugno 2022 Nottingham Open, Nottingham (2) Erba Monica Niculescu 6(2)-7, 4-6 4. Qatar Ladies Open, Doha Cemento Desirae Krawczyk Demi Schuurs Luisa Stefani 4-6, 2-6 5. 6 aprile 2025 Charleston Open, Charleston Terra verde Desirae Krawczyk Jeļena Ostapenko Erin Routliffe 4-6, 2-6 6. 26 luglio 2025 Washington Open, Washington Cemento Sofia Kenin Taylor Townsend Zhang Shuai 1-6, 1-6
Circuito WTA 125 Doppio Vittorie (2) N.DataTorneoSuperficieCompagnaAvversarie in finalePunteggio 1. Terra rossa Diana Šnajder 7-6(5), 6-3 2. 31 luglio 2026 Vancouver Open, Vancouver Cemento Anna Rogers Allura Zamarripa
Statistiche ITF Singolare Vittorie (9) Torneo (1) Torneo (0) Torneo (0) Torneo (4) Torneo (0) Torneo (0) Torneo (3) Torneo (0) Torneo (1)
N.DataTorneoSuperficieAvversaria in finalePunteggio 1. 5 giugno 2016 ITF Women's Circuit Buffalo, Buffalo Terra verde Lauren Herring 6–1, 7–5 2. 19 febbraio 2017 City Of Surprise Women's Open, Surprise Cemento Danielle Lao 6-3, 6–1 3. 16 luglio 2017 Winnipeg Challenger, Winnipeg Cemento Mayo Hibi 6–3, 6–4 4. 15 aprile 2018 Audi Melbourne Pro Tennis Classic, Indian Harbour Beach Terra verde Irina Maria Bara 6–4, 7-5 5. 17 agosto 2019 Thoreau Tennis Open, Concord Cemento Ann Li 6-3, 7-5 6. 6 ottobre 2019 LTP Charleston Pro Tennis, Charleston Terra verde Grace Min 6-2, 6(5)-7, 6-0 7. 16 aprile 2023 MNO Tennis, Boca Raton Terra verde Hailey Baptiste 6-4, 6-4 8. 14 maggio 2023 Naples Women's Open, Naples Terra verde Julija Starodubceva 7-5, 7-5 9. 26 luglio 2026 The Women's Hospital Classic, Evansville Cemento Ku Yeon-woo 7-6(3), 7-6(5)
Sconfitte (4) Torneo (0) Torneo (0) Torneo (0) Torneo (2) Torneo (0) Torneo (0) Torneo (2) Torneo (0) Torneo (0)
N.DataTorneoSuperficieAvversaria in finalePunteggio 1. 2 ottobre 2016 Stillwater Pro Tennis Classic, Stillwater Cemento Danielle Collins 0-1, rit. 2. 30 aprile 2017 Boyd Tinsley Women's Clay Court Classic, Charlottesville Terra verde Madison Brengle 4-6, 3-6 3. 14 aprile 2019 Pelham Racquet Club Women's $25K Pro Circuit Challenger, Pelham Terra verde Barbora Krejčíková 4-6, 3-6 4. 6 agosto 2023 Lexington Challenger, Lexington Cemento Renata Zarazúa 6-1, 6(4)-7, 5-7
Doppio Vittorie (9) Torneo (3) Torneo (2) Torneo (0) Torneo (0) Torneo (0) Torneo (0) Torneo (3) Torneo (0) Torneo (1)
N.DataTorneoSuperficiePartnerRivali in finaleRisultato 1. 4 giugno 2016 ITF Women's Circuit Buffalo, Buffalo Terra verde Ingrid Neel Sophie Chang Alexandra Mueller 5–7, 6–3, [10–6] 2. 25 febbraio 2017 Del Mar Financial Partners Inc. Open, Rancho Santa Fe Cemento Kayla Day Anhelina Kalinina Chiara Scholl 6–3, 1–6, [10–7] 3. 23 settembre 2017 Abierto Tampico, Tampico Cemento María Irigoyen Kaitlyn Christian Giuliana Olmos 6-4, 6-4 4. 13 aprile 2019 Pelham Racquet Club Women's $25K Pro Circuit Challenger, Pelham Terra verde Usue Maitane Arconada Oana Georgeta Simion Gabriela Talaba 6-3, 6-0 5. 20 aprile 2019 Dothan Pro Tennis Classic, Dothan Terra verde Usue Maitane Arconada Destanee Aiava Astra Sharma 7-6, 6-4 6. 7 giugno 2019 Surbiton Trophy, Surbiton Erba Jennifer Brady Heather Watson Yanina Wickmayer 6-3, 6-4 7. 26 ottobre 2019 Tennis Classic of Macon, Macon Cemento Usue Maitane Arconada Jaimee Fourlis Valentini Grammatikopoulou 6(2)-7, 6-2, [10-8] 8. 8 febbraio 2020 Dow Corning Tennis Classic, Midland Cemento (i) Maria Sanchez Valerija Savinych Yanina Wickmayer 6-3, 6-4 9. 27 febbraio 2021 Edge International & KMMS Event, Boca Raton Cemento Usue Maitane Arconada María Camila Osorio Serrano Conny Perrin 6-3, 6-4
Sconfitte (4) Torneo (2) Torneo (0) Torneo (0) Torneo (1) Torneo (0) Torneo (0) Torneo (1) Torneo (0) Torneo (0)
N.DataTorneoSuperficiePartnerRivali in finaleRisultato 1. 5 febbraio 2017 Dow Corning Tennis Classic, Midland Cemento (i) Kayla Day Ashley Weinhold Caitlin Whoriskey 6(1)–7, 3–6 2. 15 luglio 2017 Winnipeg Challenger, Winnipeg Cemento Kimberly Birrell Hiroko Kuwata Valerija Savinych 4-6, 6(4)-7 3. 11 maggio 2019 FineMark Women's Pro Tennis Championship, Bonita Springs Cemento Usue Maitane Arconada Alexa Guarachi Erin Routliffe 3–6, 6(5)–7 4. 14 luglio 2019 Tennis Championships of Honolulu, Honolulu Cemento Usue Maitane Arconada Hayley Carter Jamie Loeb 4-6, 4-6
Grand Slam Junior Doppio Sconfitte (2) Tornei del Grande Slam Australian Open (0) Open di Francia (1) Torneo di Wimbledon (0) US Open (1)
N.DataTorneoSuperficieCompagnaAvversarie in finalePunteggio 1. 6 giugno 2015 Open di Francia, Parigi Terra rossa Katerina Stewart Miriam Kolodziejová Markéta Vondroušová 0-6, 3-6 2. 10 settembre 2016 US Open, New York Cemento Kayla Day Jada Myii Hart Ena Shibahara 6-4, 2-6, [11-13] Note
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