Cecilia przyszła na świat w Rzymie w 1966 roku. Jej rodzice, oboje zawodowi śpiewacy przekazali córce swą miłość do muzyki. Już w wieku 9 lat po raz pierwszy wystąpiła na scenie i od tego czasu wiedziała, że jej przyszłość związana będzie ze śpiewem. Studia muzyczne ukończyła w Konserwatorium Santa Cecilia w Rzymie.
Pierwszym ważnym koncertem artystki był koncert złożony w hołdzie Marii Callas w Paryżu w 1985 roku, który dzięki transmisji w telewizji, rozsławił Cecilię i sprawił, że wielu dyrygentów postanowiło zaangażować ją do ważnych ról operowych mezzosopranu na świecie.
W ostatnich latach Cecilia rozpoczęła współpracę głównie z orkiestrami z epoki o największej renomie, takimi jak: Akademie für Alte Musik, Les Arts Florissants, Concentus Musicus Wien, Freiburger Barockorchester, Il Giardino Armonico, Kammerorchester Basel, Les Musiciens du Louvre, Orchestra of the Age of Enlightenment, Orchestra La Scintilla. Projekty, w których brała udział wraz z tymi orkiestrami stały się dla niej coraz ważniejsze i zwieńczone zostały koncertami stworzonymi oraz wykonanymi wraz z Filharmonią Wiedeńską.
Od niedawna, artystka poświęca wiele czasu na interpretację muzyki początku XIX wieku, tj. renesansu oraz włoskiego belcanto. 24 marca 2008 w Paryżu z okazji 200 rocznicy urodzin Marii Malibran Cecilia Bartoli wraz z Lang Lang, Vadimem Repinem, Adamem Fischerem y Myung-Whun Chung zaśpiewała 3 koncerty w ramach tzw. Maratonu Malibran. Powstało również wiele płyt, tras koncertowych, podczas których wykonane zostały opery Halevy'ego, stworzone dla Malibran i nieinterpretowane od 1829 roku. Zaś kulminacją hołdu muzyce romantyzmu było przedstawienie opery „Norma” w Konzerthaus w Dortmund, gdzie obok Cecilii Bartoli wystąpił Thomas Hengelbrock dyrygując Balthasar-Neumann-Ensemble, zespołowi który dzięki instrumentom z epoki doskonale oddał czar i klimat czasów Belliniego.
Artystkę możemy regularnie podziwiać w największych salach koncertowych Europy, Stanów Zjednoczonych i Japonii. Wstępowała w Metropolitan Opera w Nowym Jorku, Royal Opera House, Covent Garden w Londynie, La Scala w Mediolanie, Operze Bawarskiej w Monachium, na Festiwalu w Salzburgu i w Teatrze Operowym w Zurichu.
Od ponad 20 lat Cecilia Bartoli jest bez wątpienia jedną z najważniejszych gwiazd muzyki klasycznej. Na całym świecie podziwiana jest za swoje role operowe, koncerty oraz płyty (głównie z Decca), które oczekiwane są z zainteresowaniem. Do tej pory sprzedała ponad 8 milionów CD, zdobyła wiele Złotych Płyt, 4 Nagrody Grammy (USA), 9 Nagród Echo oraz Bambi (Niemcy), 2 Classical Brit Awards (Wielka Brytania), Victoire de la musique (Francja) oraz wiele innych nagród, które odzwierciedlają niezwykły sukces tej mezzosopranistki.
Jerzy Fryderyk Haendel- "Un pensiero nemico di pace". Cecilia Bartoli, Les Musiciens du Louvre (Grenoble), Marc Minkowski
Fragment koncertu ku czci Marri Malibran. I część koncertu Felixa Mendelssohna w wykonaniu Cecilii Bartoli oraz La Scintilla Orchestra.