2014年3月1日，尤尼克斯德国公开赛半决赛，卡罗琳娜·马林·马丁1-2不敌日本选手高桥沙也加，无缘决赛；4月，斩获羽毛球欧锦赛女单冠军；5月25日，西班牙公开赛决赛，0-2不敌苏格兰选手克里斯蒂·吉尔莫，夺得银牌；6月13日，尤尼克斯日本公开赛1/4决赛，0-2不敌中国选手李雪芮，止步八强；6月29日，明星澳大利亚羽毛球公开赛决赛，0-2不敌印度选手内瓦尔，无缘金牌；8月30日，世界羽毛球锦标赛，先后击败中国选手王仪涵、中国台北戴资颖以及印度选手辛杜；8月31日，2014年世界羽毛球锦标赛，成功夺冠，是西班牙运动员首次夺得世锦赛女单冠军。

2015年1月25日，SYED MODI INTERNATIONAL BADMINTON CHAMPIONSHIPS决赛，卡罗琳娜·马林·马丁1-2不敌印度选手赛娜·内瓦尔，获得银牌；3月1日，尤尼克斯德国公开赛决赛，1-2不敌韩国选手成池铉，无缘金牌；3月7日，全英羽毛球公开赛女单半决赛，2-0零封中国台北选手戴资颖，成功晋级决赛；3月8日，全英羽毛球公开赛女单决赛，2-1战胜印度选手赛娜·内瓦尔，获得冠军；8月16日，羽毛球世锦赛女单决赛，2-0战胜印度选手内瓦尔，卫冕世锦赛女单冠军，再度刷新西班牙羽毛球的历史纪录，成为继韩爱平、谢杏芳之后第四位达成世锦赛卫冕的女单选手，亦是首位成功卫冕女单冠军的非中国籍羽毛球运动员。另外，还是22届羽毛球世锦赛里继丹麦选手科彭、马尔廷之后第三位获得女单冠军的非亚洲选手。

2016年8月18日，里约奥运会羽毛球女单半决赛，卡罗琳娜·马林·马丁2-0胜中国选手李雪芮挺进女单决赛；8月19日，里约奥运会羽毛球女子单打决赛，以19-21、21-12、21-15，以2-1的总比分战胜了印度选手辛杜，首次夺得奥运会羽毛球女单金牌，这是西班牙奥运历史上获得的第一枚羽毛球项目的金牌，也成为史上第二个赢得奥运单打冠军的非亚洲球员，完成大满贯壮举。

2017年3月5日，尤尼克斯德国公开赛决赛，卡罗琳娜·马林·马丁不敌日本选手山口茜，无缘金牌；3月10日，尤尼克斯全英公开赛1/4决赛，1-2不敌泰国选手拉差诺·因达农，止步八强；4月2日，尤尼克斯SUNRISE印度公开赛决赛，0-2不敌印度选手辛杜，获得银牌；4月9日，CELCOM AXIATA马来西亚公开赛决赛，1-2不敌中国台北戴资颖，获得银牌；4月16日，OUE新加坡公开赛决赛，0-2不敌中国台北戴资颖，获得银牌；4月30日，欧洲锦标赛决赛，2-0击败苏格兰选手克里斯蒂·吉尔莫，夺得金牌；9月24日，大发尤尼克斯日本公开赛决赛，2-0击败中国选手何冰娇，成功夺冠；11月18日，TAHOE中国公开赛半决赛，0-2不敌中国选手高昉洁，无缘决赛。

2018年1月20日，马来西亚羽毛球大师赛女子单打半决赛，卡罗琳娜·马林·马丁1-2不敌中国台北选手戴资颖，无缘决赛；4月29日，欧洲锦标赛决赛，2-0击败俄罗斯选手叶夫根尼娅·科泽茨卡亚，获得冠军；8月5日，2018年羽毛球世锦赛，女子单打决赛，2-0（21-19、21-10）直落两局战胜辛杜夺得冠军；9月16日，2018年世界羽联世界巡回赛日本公开赛女单决赛，2-1（21-19、17-21、21-11）战胜奥原希望，获得冠军；11月10日，中国福州公开赛半决赛，1-2不敌中国选手陈雨菲，无缘决赛。

2019年1月，卡罗琳娜·马林·马丁在印尼公开赛中右膝十字韧带撕裂，经过7个多月的休养后便急切地重返赛场；9月22日，2019中国公开赛女单决赛，以14-21、21-17、21-18大逆转戴资颖，获得冠军；10月19日，丹麦公开赛半决赛，1-2不敌日本选手奥原希望，无缘决赛；10月27日，尤尼克斯法国公开赛决赛，1-2不敌韩国选手安洗莹，获得银牌；12月1日，Ecogreen Syed Modi国际羽毛球锦标赛决赛，2-0击败泰国选手披提亚蓬·猜万，成功夺冠。

2020年1月19日，大发印度尼西亚大师赛决赛，卡罗琳娜·马林·马丁1-2不敌泰国选手拉差诺·因达农，无缘各冠军；1月25日，Princess Sirivannavari Thailand Masters半决赛，1-2不敌日本选手山口茜，无缘决赛；2月23日，西班牙羽球大师赛决赛，以21-11、16-21、18-21遭泰国选手李美妙逆转；2月23日，巴塞罗那西班牙大师赛决赛，1-2不敌泰国选手李美妙，获得银牌；10月18日，世界羽联丹麦公开赛女单决赛，以19-21、17-21不敌2号种子日本选手奥原希望获得亚军；10月31日，SaarLorLux 公开赛半决赛，0-2不敌苏格兰选手克里斯蒂·吉尔莫，无缘决赛。

2021年1月，泰国羽毛球公开赛，卡罗琳娜·马林·马丁2-0横扫戴资颖夺得女单冠军；1月26日，世界羽联2020年终总决赛进行了5个单项的抽签分组，女单方面，马林位列A组；1月31日，世界羽毛球巡回赛女单决赛，1-2不敌戴资颖，获得亚军；1月17日，泰国羽毛球公开赛，2-0击败戴资颖夺得女单冠军；3月，瑞士羽球公开赛女单决赛，以21-12、21-5完胜辛杜，赢得2021年第3冠；6月1日，世界羽联确认马林因膝盖手术无缘东京奥运会；12月，因为伤病影响，退出羽球世锦赛。

2022年3月25日，卡罗琳娜·马林·马丁宣布将于4月下旬在西班牙马德里举办的2022年欧洲羽毛球锦标赛中复出；6月16日，印度尼西亚羽毛球公开赛女单第二轮比赛，0-2不敌王祉怡，无缘八强；8月23日，2022年羽毛球世锦赛女单比赛，2-0淘汰加拿大选手张雯语；8月25日，日本东京羽毛球世锦赛，2-1淘汰何冰娇晋级；8月30日，参加日本羽毛球公开赛；8月31日，日本羽毛球公开赛女子单打首轮比赛，2-0战胜中国选手张艺曼；10月，参加2022年丹麦羽毛球公开赛；10月19日，2022年世界羽联世界巡回赛丹麦公开赛首日，马林获胜过关；10月20日，2022年世界羽联世界巡回赛丹麦公开赛，以15-21、20-22惜败中国选手韩悦；10月26日，2022年世界羽联世界巡回赛法国公开赛女单首轮，2-0战胜张艺曼；10月29日，2022年世界羽联世界巡回赛法国公开赛1/4决赛，2-0战胜韩悦；10月31日，2022年世界羽联世界巡回赛法国公开赛决赛，1-2不敌何冰娇，获得亚军；11月5日，2022年世界羽联世界巡回赛HYLO公开赛女单1/4决赛，1-2不敌张艺曼。

2023年1月，2023年世界羽联世界巡回赛马来西亚公开赛女单首轮，卡罗琳娜·马林·马丁2-1（21-12、10-21、21-15）淘汰辛杜；1月12日，2023年大马羽毛球公开赛，2-0战胜李美妙；1月13日，2023年大马羽毛球公开赛，0-2不敌陈雨菲；1月14日，马来西亚羽毛球公开赛四分之一决赛，0-2不敌中国选手陈雨菲，无缘半决赛；1月17日，2023年印度羽毛球公开赛女单首轮，击败奥原希望；1月20日，2023年印度羽毛球公开赛， 1-2不敌山口茜；1月28日，2023年印尼羽毛球大师赛女单半决赛，2-0（21-15、21-14）战胜韩悦，晋级决赛；1月29日，2023年印尼羽毛球大师赛女单决赛，1-2（18-21、21-18、21-13）不敌安洗莹；4月9日，2023年奥尔良羽毛球大师赛女单决赛，2-1（25-23、9-21、21-10）击败张蓓雯，获得冠军；6月18日，2023年印度尼西亚羽毛球公开赛女单决赛，0-2（18-21/19-21）不敌陈雨菲，获得亚军；7月，2023年欧运会，获得女单金牌；8月，2023年羽毛球世锦赛女单决赛，0-2（12-21、10-21）不敌安洗莹，获得亚军；10月22日，2023年丹麦羽毛球公开赛女单决赛，0-2（14-21、19-21）不敌陈雨菲；11月17日，日本熊本羽毛球大师赛1/4决赛，0-2完败中国选手陈雨菲，无缘半决赛；11月22日，李宁中国大师赛1/32赛，1-2不敌越南选手阮翠玲；12月16日，2023世界羽联巡回赛杭州总决赛的半决赛，2-1战胜中国选手陈雨菲，成功晋级；12月17日，2023年羽联年终总决赛，1-2（21-12、14-21、18-21）不敌戴资颖，获得亚军。

2024年3月6日，尤尼克斯法国公开赛1/32赛，卡罗琳娜·马林·马丁1-2不敌美国选手张蓓雯；3月17日，2024全英羽毛球公开赛决赛，2-1（26-24、11-1）战胜山口茜获得冠军；3月24日，在2024年瑞士羽毛球公开赛女单决赛中，2-1（21-19、13-21、22-20）战胜玛丽斯卡，获得冠军；4月14日，在2024年欧洲羽毛球锦标赛女单决赛中，2-0（21-11、21-18）战胜吉尔莫，获得冠军；6月8日，2024年印度尼西亚羽毛球公开赛女单半决赛，1-2不敌陈雨菲；7月，入选西班牙国家羽毛球队参加2024年巴黎奥运会羽毛球比赛的运动员名单；8月3日，巴黎奥运会羽毛球女子单打1/4决赛，2-0战胜战胜日本选手大堀彩，晋级半决赛；8月4日，在巴黎奥运会与何冰娇的女子单打半决赛中因伤退赛；西班牙羽毛球协会官方确认，马林遭遇右膝前交叉韧带撕裂，同时还有半月板受损。

卡罗琳娜·马林·马丁的父亲佩雷斯·马林，是西班牙韦尔瓦当地一家运动器材公司的员工。2020年2月，在工作时不慎摔倒，随后被送往韦尔瓦医院接受了手术，佩雷斯·马林在经过5个月的治疗后病情仍未能好转，于7月26日凌晨去世。

从发球技术上看，马林完全以发反手小球为主，其目的很明确就是减少对手直接下压进攻，可以立刻进入互相抢网进攻的局面，把球控制在前场，迫使对方挑球的几率增大，并为自身创造进攻。

在接发球技术上，马林主动进攻技术较多，接发网前小球主要以搓放网前为主，其次是挑球和勾球，接发后场主要以杀球为主，然后是吊球和高球。

在网前球技术的运用上存在明显优势，搓、放、勾、推技术多变。

前场技术得分是以高质量的网前搓放造成对方回球直接失误，或迫使对方回放网前起高球，进而组织进攻得分。

中场技术运用上，马林击球技术主要以抽杀、快挡为主，充分发挥自身快速平抽挡技术的优势。合理运用推、挡、抽，在多拍的相持阶段，使用多种技术为自己创造更多的得分机会。

马林在后场以杀球为主，杀球也是她后场最主要的得分手段，习惯突击并头顶杀斜线，速度快、落点刁钻且线路多变，得分能力强，为下一拍创造主动的机会多。马林用稳定的高远球和突然变化的正手吊直斜线，能在多拍中寻找得分机会。

马林属于典型的“猛女”—— 体力好、速度快、进攻凶狠。（新浪体育 评）

与国羽普遍的技术细腻相比，马林属于典型的“猛女”——体力好、速度快、进攻凶狠。（北京晨报 评）

马林具备出色的比赛分析和预判能力。她拥有出色的体能和强大的扣球能力。在爆发力的驱使下，她能以惊人的速度在网前灵活移动。她能够发动猛烈的攻势，同时具备持续打出多拍的强大能力。（Sports Websites 评）