Die künstlerischen Aktivitäten der vielseitigen Musikerin Carolin Widmann reichen von den großen klassischen Konzerten über für sie eigens geschriebene Werke, Soloabende, eine große Bandbreite von Kammermusik bis hin zu Aufführungen auf historischen Instrumenten, die sie auch von der Geige aus leitet. Sie wurde 2017 mit dem Bayerischen Staatspreis für Musik für ihre Individualität und ihr außerordentliches musikalisches Können ausgezeichnet. Des Weiteren erhielt sie den International Classical Music Award für ihre von der Fachpresse hoch gelobten Aufnahmen der Violinkonzerte von Mendelssohn und Schumann mit dem Chamber Orchestra of Europe, die 2016 bei ECM veröffentlicht wurden, und die Carolin Widmann von der Violine aus leitete. Als »Musikerin des Jahres« der International Classical Music Awards 2013 hat Carolin Widmann mit weltweit führenden Orchestern zusammengearbeitet, darunter die Berliner Philharmoniker, Orchestre de Paris, Symphonieorchester des Bayerischen Rundfunks, Royal Stockholm Philharmonic Orchestra, Seattle Symphony Orchestra, Sydney Symphony Orchestra, Deutsches Symphonie-Orchester Berlin, Gewandhausorchester, Tonhalle-Orchester Zürich, BBC Symphony Orchestra, NDR Elbphilharmonie Orchester, Tschechisches Philharmonisches Orchester und Philharmonia Orchestra unter der Leitung von herausragenden Dirigenten wie Simon Rattle, Riccardo Chailly, Roger Norrington, Edward Gardner, Sakari Oramo, Vladimir Jurowski, Alan Gilbert, Daniel Harding, Christoph von Dohnányi und François-Xavier Roth.
Zu den jüngsten Höhepunkten zählen Carolin Widmanns Debüts mit dem Los Angeles Philharmonic Orchestra unter Esa Pekka Salonen, dem Scottish Chamber Orchestra unter Maxim Emelyanychev und den Münchner Philharmonikern sowie Wiedereinladungen der Dresdner Philharmonie und des Deutschen Symphonie-Orchester Berlin unter Robin Ticciati, ihr New Yorker Debüt als Dirigentin des Orpheus Chamber Orchestra und ihre erneute Zusammenarbeit mit dem Radiosinfonieorchester Wien im Musikverein und zum WDR Sinfonieorchester in Köln. In der Saison 2021/22 spielte Carolin Widmann außerdem zwei Uraufführungen – ein neues Violinkonzert von Georg Friedrich Haas mit dem Kammerorchester Basel beim Beethovenfest Bonn sowie das neue Violinkonzert von Lisa Streich mit dem Münchener Kammerorchester. Sie ging dazu auf eine Italien-Tournee mit Dénes Varjon und spielte Auftritte mit dem Orchestre Philharmonique de Radio France und dem Insula Orchestra in Paris. Als produktive Kammermusikerin spielt Carolin Widmann regelmäßig in wichtigen Konzertsälen wie der Wigmore Hall in London, Bozar in Brüssel, Louvre in Paris, dem Festspielhaus Baden-Baden, der Philharmonie in Berlin und dem Wiener Konzerthaus. Sie spielte bei renommierten Festivals wie den Berliner Festspielen, Salzburger Festspielen, Lucerne Festival, Festival d’Automne, Ravinia Festival und den Festspielen Mecklenburg-Vorpommern. Ihre Aufnahmen mit Sonaten von Schubert und Schumann erregten Aufsehen im In- und Ausland und wurden u. a. mit dem Diapason d’Or und dem Preis der Deutschen Schallplattenkritik ausgezeichnet. 2006 gewann Carolin Widmanns Debüt-CD »Reflections« den Jahrespreis der Deutschen Schallplattenkritik. Carolin Widmann spielt auf einer G. B. Guadagnini-Violine von 1782.