Karoline Bjerkeli Grøvdal (Ålesund, 14 juni 1990) is een atlete uit Noorwegen. Ze is gespecialiseerd in de middellange, lange afstand, hindernisloop en het veldlopen. Ze is drievoudig Europees kampioene veldlopen en heeft bij dat EK veldlopen negen keer op het podium gestaan bij de senioren en nog eens tweemaal bij de junioren. Daarnaast is ze zeventienvoudig Noors kampioene op verschillende looponderdelen. Knut Jæger Hansen is haar trainer.[1]
In 2015 won Grøvdal voor het eerst brons bij de senioren, achter winnares Sifan Hassan.[2] In 2018 herhaalde ze deze prestatie, het was de vierde keer achter elkaar. Ze was maar twee seconden verwijderd van het goud.[3] Een jaar later eindigde ze een stap hoger op de tweede plek. Na de afgelaste Corona-editie won ze drie maal op rij de kampioenschappen.[4]
Karoline Bjerkeli Grøvdal en langlaufer Håvard Bjerkeli zijn nicht en neef.
Grøvdal groeide op in het dorp Isfjorden in de gemeente Rauma. Ze trouwde in Åndalsnes in september 2023 met de Noorse TV2-verslaggever Magnus Krogsæter Aarre, waarmee ze sinds 2018 een relatie had.[5]