Debiut i KSW

W zawodowym MMA zadebiutowała w maju 2012 na gali Extreme Fighting Sports 2 w Gdyni, pokonując przez techniczny nokaut w 1. rundzie Marzenę Wojas^[3]. Jeszcze w tym samym roku podpisała kontrakt na występ w pierwszym w historii polskiego MMA żeńskim turnieju, który organizowało KSW – poza Kowalkiewicz do turnieju zostały zaproszone: Paulina Bońkowska, Paulina Suska oraz Marta Chojnoska. Początkowo turniej miał się odbyć na zasadzie play-off, każda z zawodniczek miała stoczyć ze sobą pojedynek (w sumie trzy pojedynki) po których ta, która miała najwięcej wygranych, zwyciężała cały turniej, ale ostatecznie właściciele KSW zmienili format turnieju na pucharowy w formie drabinki – półfinał i finał, a nagrodą za zwycięstwo w turnieju było inauguracyjne mistrzostwo KSW w kobiecej kategorii do 52 kg.

W półfinale, który miał miejsce 1 grudnia na KSW 21 Kowalkiewicz zmierzyła się z Bońkowską, którą pokonała jednogłośnie na punkty^[4]. Finał miał miejsce na gali KSW 23, rywalką Karoliny była Marta Chojnoska, która swoją walkę wygrała przed czasem. Kowalkiewicz rozpoczęła dynamicznie w stójce, by po chwili przenieść walkę na ziemię zadając przy tym serię szybkich ciosów i poddając natychmiastowo Chojnoską duszeniem zza pleców. Kowalkiewicz zdobyła pierwszy historyczny tytuł mistrzyni KSW do 55 kg^[5].

28 września 2013 miała zmierzyć się z Austriaczką Jasminką Cive, ale ostatecznie rywalka doznała kontuzji na kilka dni przed galą i w zastępstwie zmierzyła się z byłą zawodniczką żeńskiej organizacji Invicta FC Brytyjką czeskiego pochodzenia Simoną Soukupovą^[6]. Pierwsza runda to kompletna dominacja Kowalkiewicz, która obaliła rywalkę, po czym zadawała ciosy i próbowała poddać ją duszeniem do końca rundy. Druga runda to głównie walka kickbokserska z małą przewagą Kowalkiewicz, która punktowała Brytyjkę ciosami prostymi. W 3. rundzie Kowalkiewicz zaczęła słabnąć, co przyczyniło się do przyjmowania większej liczby ciosów po desperackich atakach Soukupovej. Ostatecznie Kowalkiewicz wygrała pojedynek na punkty (jednogłośna decyzja sędziów)^[7].

UFC

Pod koniec września 2015 podpisała kontrakt z UFC^[8]. W swoim debiucie, który odbył się 19 grudnia 2015 na UFC on Fox: dos Anjos vs. Cerrone 2 pokonała Kanadyjkę Randę Markos jednogłośnie na punkty^[9].

12 listopada 2016 na UFC 205, zmierzyła się o mistrzostwo UFC wagi słomkowej z Joanną Jędrzejczyk^[10]. Ostatecznie Kowalkiewicz przegrała jednogłośnie na punkty^[11].

3 czerwca 2017 podczas UFC 212 przegrała z Brazylijką Cláudią Gadelhą przez poddanie w pierwszej rundzie^[12].

Następnie na przełomie 2017/2018 pokonała na pełnym dystansie dwie Amerykanki: Jodie Esquibel i Felice Herrig, dzięki czemu otrzymała pojedynek z Jéssicą Andrade, który okazał się eliminatorem do walki z Rose Namajunas^[13]. Polka uległa Brazylijce w pierwszej rundzie, przegrywając przez nokaut. W dalszej kolejności łodzianka przegrała cztery kolejne walki: z Michelle Waterson, Alexą Grasso, Xiaonan Yan oraz Jessicą Penne^[14][15][16].

W styczniu 2021 poinformowała, że jeszcze zamierza rywalizować w MMA do 2023, później by chciała poświęcić się macierzyństwu^[17].

7 lutego 2022 zapowiedziała powrót do oktagonu UFC^[18]. 4 czerwca 2022 na gali UFC Fight Night: Volkov vs. Rozenstruik w Las Vegas pokonała przez poddanie duszeniem zza pleców w drugiej rundzie dawną rywalkę, Felice Herrig^[19].

Na gali UFC 281, która odbyła się 12 listopada 2022 roku zawalczyła z byłą pretendentką do pasa KSW, Silvaną Gómez Juárez^[20]. Walka trwała pełen dystans trzyrundowy, po którym to Kowalkiewicz zwyciężyła decyzją jednogłośną^[21].

25 marca 2023 w warszawskim hotelu Sheraton, odbyła się uroczystość wręczenia Heraklesów - najważniejszych nagród w polskim MMA. Kowalkiewicz otrzymała statuetkę Herakles w kategorii Zawodniczka Roku 2022. Zapowiedziała także, że dalej będzie rywalizować w oktagonie UFC^[22].

Podczas UFC Fight Night 225, które odbyło się 13 maja 2023 zmierzyła się z byłą mistrzynią oganizacji LFA, Vanessą Demopoulos^[23]. Podczas ważenia Demopoulos przestrzeliła limit kategorii słomkowej o 1,5 funta, wnosząc na wagę 117,5 funta. Kowalkiewicz ważyła regulaminowe 115,5 funta i otrzymała 20% z gaży swojej rywalki^[24]. Zwyciężyła jednogłośną decyzją sędziów^[25].

19 września 2023 awansowała do rankingu kategorii słomkowej kobiet^[26].

Następną walkę stoczyła podczas gali UFC Fight Night: Dawson vs. Green, która odbyła się 7 października 2023 w Las Vegas. Jej rywalką była Rumunka, Diana Belbiță^[27]. Wygrała ten pojedynek jednogłośnie na punkty^[28]. Po tej wygranej awansowała na 13 miejsce w rankingu UFC dywizji słomkowej^[29].

28 marca 2024 podczas programu Koloseum – Magazyn sportów walki została wyróżniony po raz drugi z rzędu statuetką Herakles w kategorii Zawodniczka Roku 2023^[30].

4 maja 2024 na wydarzenia UFC 301 w Rio de Janeiro zawalczyła z ponad 16 lat młodszą Brazylijką, Iasminą Lucindo^[31]. Przegrała poprzez jednogłośną decyzję sędziowską^[32].

Mieszane sztuki walki

• 2011: Mistrzostwa Polski Amatorskiego MMA „RING XF” – 61 kg – 3. miejsce^[35]
• 2013: zwyciężczyni kobiecego turnieju KSW w wadze słomkowej (-55 kg)
• 2013–2015: międzynarodowa mistrzyni KSW w wadze słomkowej (-52 kg)
• 2023: Herakles w kategorii Zawodniczka Roku z 2022 roku^[36]
• 2024: Herakles w kategorii Zawodniczka Roku z 2023 roku^[30]

Boks tajski

• 2011: Puchar Polski w Muay Thai – 1. miejsce w kat. -57 kg (Bydgoszcz)^[37]