Мадлен Кэрролл родилась 18 марта 1996 года в городе Лос-Анджелес, штат Калифорния, США. С раннего детства началась ее карьера модели, девушка с трех лет снималась в рекламных роликах. Через некоторое время на нее обратили внимание актерские агентства, стали поступать предложения о съемках в различных кинопроектах.
Девушка появилась в таких популярных сериалах, как «Остаться в живых», «Анатомия страсти», «Объявлен в розыск», «Все о нас», «Страсть», «Детектив Раш», «Крадущийся в ночи», «Морская полиция: Спецотдел» и многих других. В 2006 году Мадлен дебютировала на большом экране в картине «Когда звонит незнакомец». Затем последовали фильмы «Санта-Клаус 3», «Золотая рыбка» «Обитель зла 3».
В 2008 году актриса исполнила главную роль в политической сатире «На трезвую голову». Принимала участие в съемках популярного телесериала «Обмани меня». В 2010 году исполнила одну из ключевых ролей в фильме «Привет, Джули!», а в 2011 году - в комедийной драме «Третий акт». В 2018 году с ее участием вышла музыкальная драма «Можно только представить».