Après avoir été diplomée avec succès de l'école de théâtre du Cegep de Sainte Hyacinthe en interprétation, Karyne Lemieux débute sur les planches en jouant dans de nombreuses pièces de théâtre.
Elle est révélée aux yeux du public canadien en 2005 puisqu'elle interprète un des rôles principaux de la série Nos Étés diffusée pendant 3 ans sur la chaîne TVA.