Georg August (từ đây gọi là George Augutus theo tên tiếng Anh) đi thuyền tới Anh vào tháng 9 năm 1714, và Caroline cùng hai cô con gái đi theo vào tháng 10.[29] Chuyến đi của bà băng qua Biển Bắc từ The Hague đến Margate là chuyến đi trên biển duy nhất trong cuộc đời bà.[30] Con trai của họ, Hoàng tử Friedrich (Frederick), vẫn ở Hanover trong triều vua George I và được nuôi dạy bởi các gia sư.[22]

Khi George I lên ngôi năm 1714, phu quân của Caroline nghiễm nhiên trở thành Công tước Cornwall và Công tước Rothesay. Ngay sau đó, ông được phong làm Hoàng tử xứ Wales, rồi bà trở thành Công nương xứ Wales. Caroline là người phụ nữ đầu tiên nhận danh hiệu này đồng thời với chồng.[18] Bà là Công nương xứ Wales đầu tiên sau hơn 200 năm kể từ Catherine xứ Aragon. Vì George I đã li dị với vợ là Sophia Dorothea của Celle năm 1694 trước khi ông trở thành Vua của Liên hiệp Anh, ngôi Vương hậu bỏ trống và Caroline là người phụ nữ có địa vị cao nhất trong vương quốc.[22] George Augustus và Caroline dự tính sẽ cố gắng "Anh hóa" bằng cách mở mang kiến thức về ngôn ngữ, con người, chính trị và phong tục ở Anh.[31] Hai phe riêng biệt phát triển với sự đối lập mạnh mẽ, vị vua già thân cận với các đại thần gốc Đức và các bộ trưởng Chính phủ, trong khi vương đình của Wales thu hút các quý tộc Anh không hài lòng với nhà vua, và nhận được nhiều hơn sự ủng hộ của người Anh. George Augustus và Caroline dần trở thành tâm điểm của phe chống đối nhà vua.[32]

Hai năm sau khi đến Anh, Caroline hạ sinh một đứa trẻ chết lưu, mà bạn bà là Nữ Bá tước Bückeburg đổ lỗi cho sự bất lực của các bác sĩ Anh,[33] nhưng năm sau bà có một người con trai khác, Hoàng tử George William. Tại buổi lễ rửa tội tháng 11 năm 1717, phu quân của bà tranh cãi với nhà vua trong việc chọn người đỡ đầu, dẫn đến việc hai người bị quản thúc tại Cung điện St. James trước khi họ bị đuổi khỏi triều đình.[34] Caroline ban đầu được phép ở cùng các con bà, nhưng lại từ chối vì bà tin rằng mình phải ở cùng với chồng.[35] Bà và phu quân dời tới Leicester House, trong khi con cái của họ đặt dưới sự chăm sóc của nhà vua.[36] Caroline bị ốm vì lo lắng, và ngất đi khi bí mật thăm các con mà không được nhà vua cho phép.[37] Tháng 1, nhà vua nhượng bộ và cho phép Caroline tùy ý đến thăm các con. Tháng 2, Hoàng tử George William lâm bệnh, nhà vua cho phép cả George Augustus và Caroline gặp cậu bé tại Cung điện Kensington mà không kèm theo điều kiện gì. Khi cậu bé chết, một cuộc khám nghiệm tử thi được tiến hành chứng minh cái chết đó là do bệnh tật (khối u trên tim) chứ không phải là bị chia cách với mẫu thân.[38] Bi kịch lớn hơn đến vào năm 1718, khi Caroline sẩy thai ở Richmond Lodge, nơi bà cư trú.[39] Trong những năm sau đó, Caroline có ba người con cuối cùng: William, Mary và Louise.[40]

Leicester House trở thành nơi gặp gỡ thường xuyên của các chính trị gia đối lập. Caroline thiết lập một tình bạn thân thiết với chính trị gia Sir Robert Walpole, cựu bộ trưởng trong Chính phủ đảng Whig những đầu một phe phái bất bình trong đảng. Tháng 4 năm 1720, phe cánh của Walpole trong đảng Whig đã giảng hòa với phe Chính phủ, và Walpole cùng Caroline giúp tạo ra một sự hòa giải giữa nhà vua với chồng bà vì lợi ích của sự thống nhất chung.[3][41] Caroline muốn giành lại ba cô con gái lớn, họ vẫn đang nằm dưới sự quản giáo của nhà vua, và nghĩ rằng việc hòa giải sẽ đưa các con bà trở về, nhưng rốt cục không được gì. George Augustus tin rằng Walpole lừa ông giảng hòa chỉ là một bước đi giúp ông ta giành lại quyền lực. Hoàng tử bị cô lập về chính trị khi đảng Whig của Walpole gia nhập vào Chính phủ,[42] và Leicester House giờ đây chỉ tập trung những nhân vật hoạt động trong lĩnh vực văn chương và trí óc, chẳng hạn như John Arbuthnot và Jonathan Swift, chứ không phải là các chính trị gia.[43] Arbuthnot nói với Swift rằng Caroline say mê tác phẩm Gulliver du ký của ông, đặc biệt là câu chuyện về vị thái tử mang một bên giày cao gót và một bên thấp gót trong một đất nước mà nhà vua và đảng của ông ta mang thấp gót, và phe đối lập mang cao gót: một sự ám chỉ vừa công khai vừa che giấu về thiên hướng chính trị của Hoàng tử xứ Wales.[44]

Trí tuệ của Caroline vượt xa chồng bà, và bà say mê nghiên cứu. Bà lập ra một thư viện lớn tại Cung điện St. James. Khi còn trẻ, bà trao đổi thư từ với Gottfried Leibniz, một người khổng lồ có vốn hiểu biết rộng là cận thần và quản gia của nhà Hanover. Sau đó bà tạo điều kiện cho Leibniz-Clarke correspondence, được cho là triết lý quan trọng nhất trong cuộc tranh luận về vật lý thể kỉ XVIII. Bà giúp đỡ truyền bá việc thực hiện chủng đậu (hình thức ban đầu của tiêm chủng), vốn đã được chứng kiến bởi Lady Mary Wortley Montagu và Charles Maitland ở Constantinople. Theo chỉ thị của Caroline, sáu tù nhân bị kết án được trao cơ hội chủng đậu thay vì bị xử tử: tất cả họ đều sống họ, cũng như sáu đứa trẻ mồ côi được trị bệnh theo cách giống vậy như là sự thử nghiệm thêm. Bị thuyết phục vì giá trị y học của nó, Caroline đòi ba đứa con Amelia, Caroline và Frederick tiêm ngừa đậu mùa theo cách thức trên.[45] Để ca ngợi sự ủng hộ của bà đối với sự tiêm chủng đậu mùan, Voltaire viết về bà, "Tôi phải nói rằng, dù cho tất cả các danh hiệu mũ miện của bà, bà công nương này được sinh ra để khuyến khích nghệ thuật và học thức của nhân loại, thậm chí trên ngôi vị bà là một nhà triết học nhân từ; và bà không bao giờ để mất một cơ hội để Tìm hiểu hoặc để biểu lộ lòng quảng đại của mình."[46]