Panaskan oven hingga 400°F (205°C). Siapkan loyang springform berukuran 9 inci dengan mengoleskan mentega dan menaburi tepung. Siapkan dua lingkaran kardus berukuran 10 inci.

Dalam mangkuk bersih, kocok putih telur hingga berbusa, lalu tambahkan 1 cangkir gula secara bertahap sambil terus dikocok hingga membentuk puncak lembut.

Dalam mangkuk terpisah, campur kuning telur, susu, kulit lemon parut, garam, dan ekstrak vanilla hingga lebih cerah warnanya. Lipat campuran ini ke dalam putih telur. Ayak tepung di atas campuran dan lipat perlahan.

Sebarkan 1 1/3 cangkir adonan ke dalam loyang yang sudah diolesi dan panggang selama 5-9 menit hingga muncul bintik-bintik cokelat. Angkat dan dinginkan; ulangi untuk 7 lapisan.

Untuk membuat buttercream cokelat, kocok mentega dan bubuk kakao hingga mengembang. Tambahkan susu, vanilla, dan gula bubuk secara bertahap hingga halus.

Susun lapisan kue: tumpuk bergantian lapisan kue dengan buttercream, sisakan satu lapisan. Dinginkan selama 6 jam.

Untuk topping karamel, lelehkan gula dalam wajan di atas api sedang hingga berwarna amber. Tuang di atas lapisan kue yang disisihkan dan potong menjadi irisan saat masih lunak.