Śmierć Jerzego Wilhelma i ostatnie lata życia 21 listopada 1675 zmarł brat Karoliny, ostatni książę legnicko-brzeski z dynastii Piastów Jerzy Wilhelm. Księżniczka spróbowała przejąć po nim władzę w księstwie. Jednakże cesarz Leopold I, pomimo wyznawania przez nią katolicyzmu, sprzeciwił się tym planom. Jedynie postanowieniem z 14 września 1680 zapisał jej dożywotnią roczną pensję w wysokości 6000 talarów (w późniejszym czasie monarcha dołożył do niej jeszcze 4000 talarów).
Karolina zamieszkała w domu książąt legnickich przy ul. Szewskiej we Wrocławiu. Żyła w samotności, prowadząc pobożne życie i oddając się działalności dobroczynnej. Początkowo pojawiły się projekty wydania jej za mąż za Jakuba Ludwika Sobieskiego, który władał z nadania cesarza Oławą, jednak właśnie z powodu sprzeciwu cesarza do ślubu nie doszło.
Śmierć Karolina zmarła 24 grudnia 1707 we Wrocławiu. Była ostatnią Piastówną. Za sprawą syna Leopolda, jej serce złożono w srebrnej urnie w tamtejszym Kościele św. Klary (w Kaplicy św. Jadwigi). Natomiast ciało spoczęło w Klasztorze Cysterek w Trzebnicy. Stało się to wbrew woli jej matki, która przygotowała dla niej miejsce pochówku w legnickim mauzoleum, zwanym Piasteum. To miejsce z pełnopostaciowym posągiem księżniczki pozostało puste.
Genealogia