1 Compétitions officielles nationales et internationales senior, incluant le parcours amateur et en équipe réserve. 2 Matchs officiels. Dernière mise à jour :
Karólína Lea Vilhjálmsdóttir commence sa carrière au FH Hafnarfjörður. À l'âge de 14 ans, le , elle fait ses débuts en championnat, en entrant à la mi-temps contre le ÍA Akranes. Moins de dix minutes après son entrée en jeu, elle inscrit l'unique but du match[1]. Lors de sa première saison, elle dispute 13 autres matchs, sans pour autant inscrire d'autre but. La saison suivante, en 2017, elle inscrit deux buts en 14 matchs.
En , Vilhjálmsdóttir paraphe un contrat jusqu'en 2024 avec le Bayern Munich[2]. Lors de son premier match sous ses nouvelles couleurs, en Ligue des champions face au BIIK Kazygurt (victoire 6-1), elle marque quelques minutes après son entrée en jeu.
À la fin de la saison, le Bayern est sacré champion d'Allemagne[3]. En , elle prolonge son contrat jusqu'en 2025[4].
En sélection
Vilhjálmsdóttir joue pour les équipes de jeunes islandaises à partir de 2016. Elle dispute 11 matchs pour deux buts avec les moins de 16 ans. Avec les moins de 17 ans, elle participe aux qualifications à l'Euro des moins de 17 ans 2017. Elle inscrit un but face à la Biélorussie le , mais ne peut empêcher l’élimination de l'Islande au dernier tour de qualification.
Vilhjálmsdóttir honore sa première sélection en équipe d'Islande le en match amical face à la Finlande. Lors de cette victoire 1-0, elle entre en jeu à la place de Hlín Eiríksdóttir à la 61e minute de jeu[5].