Carmen foi criada no Rio de Janeiro, no bairro da Lapa. Estudou em colégio de freiras e, aos 15 anos, largou os estudos e começou a trabalhar na La Femme Chic, uma confecção de chapéus localizada no centro do Rio de Janeiro, onde estudou moda e aprendeu a costurar, pegando o gosto pelos turbantes, que viraram sua marca registrada.
Estreou como cantora na Rádio Sociedade. Gravou seu primeiro disco com as músicas "Triste Jandaia" e "Iaiá, Ioiô". Seu grande sucesso veio com a marcha canção "Pra Você Gostar de Mim" (1930), que ficou conhecida por "Tai", que foi recorde de vendas, escrita especialmente para ela por Joubert de Carvalho..
No dia 30 de outubro do mesmo ano, Carmen Miranda já estava fazendo sua primeira turnê internacional em Buenos Aires, na Argentina. Em 1933, foi a primeira mulher a assinar um contrato com uma rádio. Entre 1933 e 1938, retornou à Argentina mais oito vezes.
Carmen lançou outros discos e se transformou na principal estrela do Cassino da Urca no Rio de Janeiro. As apresentações no cassino funcionaram como passaporte para o ingresso no mundo do cinema.
Em 1939, Carmen Miranda brilhou na comédia musical "Banana da Terra", quando apareceu caracterizada de Baiana, personagem que ela incorporou até o fim de sua vida. No musical, cantou a música "O Que é Que a Baiana Tem", de Dorival Caymmi, que virou um clássico na voz da cantora.
O sucesso das apresentações projetou Carmen nos Estados Unidos. No ano seguinte, a cantora se apresentou na Casa Branca em uma festa para o presidente Roosevelt pelo seu sétimo ano na presidência dos Estados Unidos.
A pequena Notável, com seus 1,52 m de altura, se tornou uma espécie de símbolo da América Latina com seus turbantes, brincos de argolas, babados, salto plataforma e balangandãs.
Em 1940, Carmen estreou nos Estados Unidos com o filme "Serenata Tropical". No dia 24 de março de 1941, foi a primeira sul-americana a receber uma estrela na Calçada da Fama em Hollywood.
Carmen Miranda fez um total de 14 filmes nos Estados Unidos e seis filmes no Brasil, entre eles: Alô, Alô Carnaval (1936), Uma Noite no Rio (1941), Aconteceu em Havana (1941), Minha Secretária Brasileira (1942) e Serenata Boêmia (1947)
Enquanto cantava e dançava, desmaiou e foi amparada. Recuperada, terminou sua apresentação. De volta para casa em Los Angeles, foi para seu quarto e na manhã do dia seguinte foi encontrada morta vitimada por um ataque cardíaco.
Carmen Miranda faleceu em Beverly Hills, Califórnia, Estados Unidos, no dia 5 de agosto de 1955.