Kaia Wøien Nicolaisen lief ihre ersten internationalen Rennen 2007 im Rahmen der Junioren-Wettbewerbe des Biathlon-Europacups. Danach dauerte es drei Jahre, bis sie in Torsby im Rahmen der Biathlon-Juniorenweltmeisterschaften 2010 erneut internationale Rennen bestritt. Bei den Welttitelkämpfen der Junioren wurde die Norwegerin 12. im Einzel, Fünfte im Sprint, Sechste der Verfolgung und gewann mit Marie Hov und Synnøve Solemdal als Startläuferin der norwegischen Staffel hinter der Vertretung aus Russland und vor den Deutschen die Silbermedaille. Bei den Biathlon-Europameisterschaften 2010 wurde Nicolaisen in Otepää zunächst bei den Juniorenwettbewerben eingesetzt, wo sie im Einzel die Silbermedaille hinter Monika Hojnisz gewann, im Sprint als Fünfte und in der Verfolgung als Vierte knapp weitere Medaillen verpasste. Für die Staffel wurde sie in die Frauenmannschaft Norwegens berufen, wo sie mit Tiril Eckhoff, Fanny Horn und Synnøve Solemdal auf dem vierten Platz ebenfalls knapp eine Medaille verfehlte.