Caroline Graham wurde 1931 in eine Arbeiterfamilie in Nuneaton, Warwickshire, geboren. Später studierte sie an der Open University und machte einen Masterabschluss in Theaterwissenschaften an der Birmingham University.
Sie hat für Radio, Fernsehen und Theater geschrieben. Die Fernsehadaption ihres Thrillers Death of a Hollow Man (auf Deutsch Requiem für einen Mörder bzw. Eine kleine Nachtmusik) belegte den zweiten Platz bei den Edgards (US) Television Awards. Am bekanntesten ist sie jedoch für ihre Krimiserien mit Barnaby und Troy, die später als Midsomer Murders im Fernsehen übertragen wurden. Mittlerweile hat auch das ZDF mit der Ausstrahlung der Serie begonnen.
Der erste dieser Romane, The Killings At Badger’s Drift (auf Deutsch Die Rätsel von Badger’s Drift), wurde 1988 mit dem McAvity-Preis für den besten Erstlingsroman ausgezeichnet und bei den Anthony- und Agatha-Awards als bester Erstlingsroman ausgezeichnet. Seitdem wurde er vom Hatchard’s Crime Companion und von der Crime Writers’ Association zu einem der 100 besten Kriminalromane aller Zeiten gekürt. Sie hat sechs weitere Titel in dieser Reihe geschrieben und der letzte Roman – A Ghost in the Machine (auf Deutsch Nur wer die Wahrheit sieht) – wurde 2004 veröffentlicht.