Korunk egyik legünnepeltebb előadóművésze 1966. június 4-én Rómában született és zenész családban nevelkedett. Az énekesnő első mestere így édesanyja, a neves - és híresen szigorú- énektanárnő, Silvana Bartoli volt, aki időnként még a mai napig is elkíséri lányát fellépéseire. Bár Cecilia már kilenc évesen is szerepelt operában - Puccini Toscájában énekelte a pásztorfiú szerepét, ahol édesapja kórustag volt - zenei tanulmányait először harsonán kezdte el a római Santa Cecilia Konzervatóriumbanban és csak később a flamenco tánc helyett döntött az énekesi pálya mellett. Tehetsége hamar megmutatkozott: 1988-ban Rossini La pietra del paragone c. művében szerepelt. Ezt követte Pesaroban a La scala di seta, majd a Sevillai borbély Ludwigsburgban 1989-ben.

A kezdetekben Rossini meghatározó jelentőséggel bírt Bartoli pályájában. Az 1991-es milánói bemutatkozásakor a Scalában Isolier szerepét formálta meg az Ory grófjában, amit 1992-ben Angiolina követett a La cenerentolából Bolognában. Ezzel párhuzamosan Mozart operáit is beépítette repertoárjába: a Figaro házasságában Cherubinót, később Susannát, a Don Giovanniból először Zerlinát, majd Donna Elvirát alakította. A Così fan tuttéból Dorabellát énekelte 1990-ben, Despina szerepe pedig a Metropolitanbeli debütálásához fűződik. 1995-ben Bécsben, illetve 2001-ben a londoni Royal Operában is bemutatkozott, ekkor már Haydn operáival. Cecilia Bartoli önmagát, mint énekesnőt a 18. század gyermekeként határozta meg. Nagysikerű lemezfelvételeket adott ki, melyeknek anyagát, Vivaldi, Gluck, Mozart és Rossini áriái alkották.

A római énekesnőt a híres német karmester Herbert von Karajan is hamar felfedezte, amit többéves együttműködés követett. Bartolit 1993 óta olyan partnerek mellett láthatott a salzburgi közönség, mint Daniel Barenboim, Patrice Chéreau, Christoph von Dohnányi, Riccardo Muti, Nikolaus Harnoncourt, Sir Simon Rattle és Schiff András, továbbá olyan zenekarokkal, mint a Bécsi és Berlini Filharmonikusok, a berlini Akademie für Alte Musik együttese, a Freiburgi Barokk Zenekat és a Felviláosodás Korának Zenekara.

A művésznő az Operaház és a Művészetek Palotája közös meghívására 2009 áprilisában látogatott el először hazánkba, ekkor több koncertet is adott, többek között Maria Malibran, az operaművészet első nagy dívája emléke előtt tisztelegve. Nem telt el két év és Bartoli újabb felejthetetlen koncertélménnyel ajándékozta meg a Müpa közönségét: Sacrificium című lemezének anyagából az Il Giardino Armonicóval adott szó szerint lélegzetelállító koncertet adott. A művésznővel még az első budapesti fellépés után készített interjút a Fidelio, amiben Bartoli a Magyar Állami Operaházban szerzett benyomásairól is beszámolt.

Bartoli pályája során eddig közül tízmillió CD-t adott el, valamint öt Grammy-díjat és két Classical Brit Awards elismerést kapott. Németországban kilenc Echo-díjjal jutalmazták. Az általa létrehozott zenei alapítvánnyal fiatal énekesek és énekesnők képzését támogatja, emellett az operarepertoár szélesítéséért is küzd. A 2009-ben kiadott Sacrificium lemeze - a kasztráltak zenei világát felidéző album - az utóbbi két év legnagyobb lemezsikere volt. Az énekesnőt a zenetörténet elfeledett kincseinek újbóli felfedezéséért tett erőfeszítésiért 2012-ben Karajan-díjjal is kitüntették.

Cecilia Bartoli évente csak egy operaprodukcióban vesz részt, 2011-ben Rossini Ory grófja című vígoperájában a Zürichi Operában lépett színre, 2012-ben pedig ugyanitt a februárban bemutatott Rossini-operában, az Otellóban alakotta Desdemona szerepét, de mindeközben a Salzburgi Pünkösdi Fesztivál művészeti vezetését is ő látta el, szerződése három évre szól fesztivállal.