Carole Delga est née en 1971 à Toulouse. Après avoir obtenu son baccalauréat, elle décroche une licence en sciences économiques et un diplôme en sciences juridiques, avant d’obtenir un master II en Droit des collectivités. Elle réussit également le concours d’attachée territoriale en 1994.
Fonctionnaire territoriale à la mairie de Limoges de 1994 à 1996, elle devient directrice générale des services du Syndicat des Eaux de la Barousse, du Comminges et de la Save jusqu’en 2005, avant de rejoindre le conseil régional de Midi-Pyrénées comme directrice adjointe de l’Aménagement du territoire.
En 2008, elle remporte les élections municipales de Martres-Tolosane, et est réélue en 2014, une nouvelle fois dès le premier tour. Après la victoire de Martin Malvy aux élections régionales de 2010, elle devient vice-présidente de la région, chargée des questions de ruralité, des services au public en milieu rural et des technologies de l’information et de la communication (TIC).
Un an après son élection en tant que députée PS de la 8ème circonscription de la Haute-Garonne, du Comminges-Savès, elle démissionne de la vice-présidence de la région et du Conseil.
Le 3 juin 2014, elle est nommée secrétaire d’État en charge du Commerce, de l’Artisanat, de la Consommation et de l’Économie sociale et solidaire dans le gouvernement de Manuel Valls.
En juin 2015, elle quitte le gouvernement pour préparer sa campagne régionale.