Née le 26 juin 1974 à Bourges, Carine Petit est diplômée en sciences économiques et politiques et passe les concours de la fonction publique territoriale.

Elle s'engage en politique après l'élection présidentielle française de 1995. En 1999, elle s'installe dans le 14ᵉ arrondissement de Paris pour travailler comme responsable du service jeunesse à la mairie de Bagneux, aux côtés de Marie-Hélène Amiable.

En 2001, à 27 ans, elle est élue au conseil d'arrondissement du 14ᵉ arrondissement sur la liste de la gauche et des écologistes menée par Bertrand Delanoë et Pierre Castagnou. Elle est, de 2001 à 2008, adjointe au Maire Pierre Castagnou, chargée de la jeunesse et des sports.

En 2008, elle est réélue sur la liste menée par Pierre Castagnou, qui la nomme adjointe chargée de la politique de la ville.

En 2002 puis en 2007, elle est également la suppléante de Serge Blisko, député de la 10ᵉ circonscription de Paris, aux élections législatives.

En mars 2014, Carine Petit devient la première femme Maire du 14ᵉ arrondissement de Paris, sur les listes conduites par Anne Hidalgo. Réélue en 2020.

La cuisine, la poésie, la céramique et George Sand sont les passions de cette sorcière du Berry.