Titulaire d'une maîtrise d'histoire de l'art et d'archéologie, Université de Paris X, Marie-Caroline Sainsaulieu a publié en 1980, le Catalogue raisonné de l'œuvre peint d'Henri Manguin, sous la direction de Lucile Manguin et en 1990, Eva Gonzalès, Étude critique et catalogue raisonné, avec Jacques de Mons. Auteur de nombreux catalogues d'exposition sur la peinture et la sculpture des XIXe et XXe siècles, elle rédige en 1993, avec Marianne Delafond, Conservateur du Musée Marmottan à Paris, le catalogue de l'exposition Les Femmes Impressionnistes, Mary Cassatt, Eva Gonzalès, Berthe Morisot. En 1998, elle est l'auteur de la première monographie exhaustive consacrée à Anselme Boix-Vives. En 2002, elle signe le texte monographique qui préface le Catalogue raisonné de l'œuvre de Jean Dufy (1888-1964), volume I, par Jacques Bailly.