Es conocida sobre todo por haber interpretado el papél de la niña Zuzu Bailey en Qué bello es vivir, la película navideña de 1946 dirigida y producida por Frank Capra.
Su madre deseaba que su hija fuera actriz y la inscribió a clases de violín y piano en la escuela de arte drámatico Boyd School for Actors desde los cinco años y la presentó a numerosas audiciones.
Realizó estudios universitarios en la University of Central Missouri en Warrensburg y encontró trabajo como tecnóloga médica.
Más tarde, su exmarido, Hal Barnes, murió en un accidente de caza.
[1][2][3] Durante su breve carrera de actriz infantil Karolyn Grimes actuó en dieciséis películas, aunque se la conoce principalmente por el papel de la pequeña Zuzu Bailey, la hija de George Bailey (James Stewart) y Mary Bailey (Donna Reed), en Qué bello es vivir (1946).