در خانواده ای هنرمند متولد شد. پدرش جان گیلان خواننده و هنرمندی مشهور بود و به همین دلیل کارن از کودکی به هنر علاقه مند شد و تحت آموزش های بازیگری قرار گرفت.

او در 16 سالگی تصمیم گرفت تا بازیگری را به  صورت جدی دنبال کند از این رو زیر نظر مدرس تئاتر، اسکات جانسون، در آکادمی چارلزتون دوره های حرفه ای بازیگری را آموخت. نخستین نقش آفرینی گیلان در فیلم «Rebus» بود اما سریالی که باعث شد نام او بر سر زبان ها بیفتد، «دکتر هو» نام داشت که در سال 2005 پخش آن آغاز شد. در سالهای بعد گیلان با حضور در پرفروش ترین آثار سینمایی تاریخ سینما از جمله «انتقام جویان» و «نگهبانان کهکشان» توانست بر شهرت خود بیفزاید.