Claudia Joséphine Rose Cardinale 1938. április 15-én született Tunisban. Ereiben francia és szicíliai vér is csörgedezik. Szülei tanárnak szánták, ő azonban már gyermekkorában is a színpadra vágyott. Tizenhét évesen nemi erőszak áldozata lett, teherbe esett, és az élmény hosszú évekig kísértette. Fiát egy olasz filmproducer, Franco Cristaldi fogadta örökbe. Az 1957-ben, miután megnyert egy tunéziai szépségversenyt kirándulást nyert a Velencei Filmfesztiválra, ahol a producerek azonnal felfigyeltek rá, a Vides Films pedig azonnal hétéves szerződést kötött vele. A filmvásznon az 1958-as Palimadarak (1958) című filmmel debütált, mely egy csapásra meghozta számára a széleskörű népszerűséget, és Európa egyik legünnepeltebb szex szimbólumává vált. 1960-ban az akkor már világsztárnak számító Alain Delonnal játszott együtt a Rocco és fivéreiben, de szerepet kapott Fellini %% (1963) című filmjében is. Csakhamar Hollywoodban is felfigyeltek a tehetséges színésznőre, ezt követően olyan filmekben tűnt fel, mint %% (1963) vagy A cirkusz világa (1964). Közte és a népszerű rendező, Luchino Visconti között gyümölcsöző szakmai kapcsolat alakult ki, számos sikerfilmen dolgoztak együtt (A párduc – 1963, Vaghe stelle dell'orsa... – 1965). 1968-ban Sergio Leone klasszikusában, a Volt egyszer egy vadnyugatban (1968) is szerepet kapott, mellyel felért karrierje csúcsára, de napjainkig számtalan filmben szerepet. A színésznőnek két gyermeke van. 1999 óta az UNESCO női jogokért felelős jószolgálati nagykövete, a francia becsületrend lovagja, és hirdeti a melegek egyenjogúságát.