Carrie Alexandra Coon, 24 Ocak 1981'de Ohio, Copley'de doğdu. Paula ve John Coon'un kızı olan Coon'un, bir ablası, bir ağabeyi ve iki küçük erkek kardeşi vardır. 1999 yılında Copley Lisesi'nden mezun olduktan sonra Mount Union Üniversitesi'ne gitti ve 2003 yılında İngilizce ve İspanyolca alanlarında lisans derecesi aldı. 2006 yılında Wisconsin-Madison Üniversitesi'nden Oyunculuk dalında yüksek lisans derecesi kazandı.

Coon, kariyerine yerel tiyatroda başladı. Wisconsin-Madison Üniversitesi'nden mezun olduktan sonra Madison Repertory Theatre tarafından işe alındı ve ilk profesyonel sahne deneyimini "Our Town" adlı yapımla yaptı. American Players Theatre'a katılarak dört sezon boyunca burada çalıştı. 2008 yılında Chicago'ya taşınarak Brontë yapımı ile Remy Bumppo Theatre Company çatısı altında sahneye çıktı. Sahne hayatı için Chicago ve Wisconsin arasında gidip gelen Coon, bu dönemde Wisconsin merkezli bir video oyun şirketi için motion capture çalışmaları da yaptı. Coon'un çıkış noktası 2010 yılında Steppenwolf Theatre Company'nin "Who's Afraid of Virginia Woolf?" yapımında Honey rolünü üstlenmesiyle geldi. Bu rol, Washington, D.C. ve New York'ta sahnelenen yapımlarla Broadway çıkışını yapmasına ve Theatre World Award ödülünü kazanmasına neden oldu. Ayrıca, bu performansıyla Tony Ödülü'ne de aday gösterildi. Ekranlarda  ilk kez boy göstermesi ise 2011 yılında NBC'nin kısa soluklu dizisi "The Playboy Club"da bir bölüm ile oldu ve daha sonra "Law & Order: Special Victims Unit", "Ironside" ve "Intelligence" gibi dizilerde konuk oyuncu olarak yer aldı.

2014 yılında Tony Ödülü adaylığını takiben Coon, HBO'nun drama dizisi "The Leftovers"da Nora Durst rolüyle baş karakterlerden biri olarak seçildi. Aynı yıl, David Fincher'ın yönettiği "Gone Girl" filminde de rol aldı. 2017'de FX'in antoloji dizisi "Fargo"nun üçüncü sezonunda Gloria Burgle rolüyle başrol oynadı ve bu performansıyla Primetime Emmy Ödülü'ne aday gösterildi. Ayrıca "The Leftovers" ve "Fargo" dizilerinde sergilediği performanslarla drama kategorisinde  Television Critics Association tarafından verilen Bireysel Başarı Ödülü’nü kazandı. 2018'de "Avengers: Infinity War" filminde Proxima Midnight karakterini motion capture performansı ile canlandırdı. Son yıllarda Ghostbusters: Frozen Empire (2024)  ve Lake George (2024) filmleri için kamera karşısına geçti; ayrıca HBO dizisi "The Gilded Age" (2022) Bertha Russell rolünde ve "The White Lotus" (2024) dizisinin üçüncü sezonunda yer alarak dikkat çekici performanslar sergiledi.