Carice è la figlia dello scrittore, musicologo e storico del cinema olandese-scozzese Theodore van Houten (1952–2016) e di Margje Stasse (1950), responsabile degli affari del personale della Teleac/NOT, nota azienda televisiva olandese dedita all' infanzia e all'apprendimento. Ha una sorella minore, Jelka, nata nel 1978, anch'essa attrice.[1][2][3] Terminati gli studi inizia a lavorare nel mondo del teatro, del cinema e della televisione del suo paese, girando film che in patria riscuotono un certo successo, come Suzy Q e Minouche la gatta. Nel 2006 arriva il ruolo che le dà la celebrità: nel film Black Book di Paul Verhoeven interpreta il personaggio della cantante ebrea tedesca infiltrata tra i nazisti (ma che lotterà anche contro la Resistenza olandese) Rachel, un ruolo complesso e ricco di sfumature. Il film è un notevole successo: record di incassi in patria, ottiene favori e incassi positivi negli Stati Uniti, in Francia e in Gran Bretagna. Carice grazie a questo ruolo vince il suo terzo Oscar olandese.
2016 – Candidatura al miglior cast in una serie drammatica per Il Trono di Spade
Doppiatrici italiane
Nelle versioni in italiano delle opere in cui ha recitato, Carice van Houten è stata doppiata da:
Francesca Fiorentini in Minouche la gatta, Operazione Valchiria, Intruders, Incarnate - Non potrai nasconderti, Domino, Temple, Le relazioni pericolose