2010 yılında İstanbul Üniversitesi Fransız Dili ve Edebiyatı bölümünü kazandı. 2011 yılında bağlı olduğu Uğurkan Erez ajansı onun güzellik yarışmasına girmesini istemesiyle hazırlık sınıfından sonra okulu dondurmak zorunda kaldı. Muhteşem Yüzyıl adlı dizinin ilk 4 bölümünde figüran olarak yer aldı. 2011 yılında Miss Turkey güzellik yarışmasına katıldı ve 2. oldu.

2012 yılında yayınlanan "Eve Düşen Yıldırım" adlı diziyle başrol oynadı. Ardından Emir'in Yolu adlı dizide yine başrol oynamıştır.New York'ta 'New York Film Akademisi'nde oyunculuk eğitimi aldı.

Daha sonra Türkiye'ye geldiğinde "Benim Hala Umudum Var" adlı dizide Şükrü Özyıldız ile başrolü paylaşmıştır .Çok iyi derecede İngilizce bilen Gizem Karaca'nın, hobileri arasında resim yapmak, fotoğraf çekmek, ata binmek, dans etmek, kitap okumak, yürüyüş yapmak, tenis oynamak, yüzmek, öykü yazmak varmış. 

Gizem Karaca 2014 yılının Haziran ayında başlayan "Güzel Köylü" adlı dizide Mehmet Ali Nuroğlu ve Berk Cankat ile başrolde oynadı.