Nach ihrem Studium der Organischen Chemie an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster, der Heriot-Watt University in Edinburgh, Schottland, und der Ohio State University, USA, promovierte sie 1996 an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

1997 begann Holzenkamp ihre Tätigkeit bei BASF in der pharmazeutischen Forschungsabteilung. Nach weiteren Stationen im In- und Ausland leitete sie seit April 2018 als Senior Vice President die globale Geschäftseinheit Fuel and Lubricant Solutions, die Teil des Unternehmensbereichs Performance Chemicals von BASF ist.

Ihr Vorgänger Dirk Bremm, der den Unternehmensbereich Coatings seit April 2017 geführt hat, hat als CEO die Leitung der neuen Einheit für Abgaskatalysatoren sowie Edelmetall-Services übernommen. Die eigenständige rechtliche Einheit BASF Automotive Catalysts and Recycling hat ihren Hauptsitz in Iselin, New Jersey, USA.