Родилась в Нью-Йорке. Была единственной дочерью Уильяма Киссема Вандербильта, американского миллионера и железнодорожного магната, и его первой жены, алабамской красавицы, а затем суфражистки Алвы Эрскин Смит (1853—1933). Своим экзотическим испанским именем Консуэло обязана своей крёстной матери, Марии Консуэло Изнага дель Вайле (1858—1909), наполовину кубинке. (В свое время Мария вызвала изумление в обществе тем, что вышла замуж за искателя приданого Джорджа Виктора Монтегю, виконта Мандевиля. Этот союз Старого и Нового Света заставлял отца жениха, 7-го герцога Манчестерского, открыто заявлять, что его сын женился на «краснокожей»).
На Консуэло Вандербильт с детства оказывала сильное давление её мать Алва, которая предрешила, что дочь выйдет замуж так же удачно, как и её тезка и крёстная, чей муж к тому времени уже унаследовал герцогский титул. В своей биографии Консуэло рассказывает, как её заставляли носить металлический корсет для исправления осанки. Девочка обучалась дома гувернантками и приглашёнными учителями, с юного возраста изучила языки.
Как и её крёстная, Консуэло привлекала внимание многих обладателей титулов, желающих соединить свое благородное происхождение с её состоянием. Мать получила как минимум пять предложений руки и сердца, но одобрила только одного — принца Франца Иосифа Баттенберга. В свою очередь Консуэло отказалась от замужества с этим неприятным для неё аристократом. Прочие же не удовлетворяли требованиям Алвы. К счастью, в отличие от большинства других богатых невест, Консуэло была необычайно привлекательна и мила. Её красота была так велика, что сэр Джеймс Бэрри написал о ней: «Я бы мог прождать всю ночь под дождём ради того, чтобы увидеть, как Консуэло Мальборо садится в карету». Её описывали такими словами: «пикантный овал лица, длинная красивая шея, огромные тёмные глаза с загнутыми ресницами». Облик Консуэло прекрасно соответствовал «slim, tight look», который стал моден в эдвардианскую эпоху.
Благодаря усилиям вдовой леди Паже (урождённой американки Mary «Minnie» Stevens), которая стала своего рода брачным агентом для богатых американских наследниц и британских аристократов, Алва познакомила свою дочь с Чарльзом Спенсером-Черчиллем, 9-м герцогом Мальборо (1871—1934), по прозвищу Санни (Sunny).
Но Консуэло не обратила на герцога внимания, будучи уже тайно помолвленной с американцем по имени Уинтроп Резерфорд. Узнав об этом, Алва обрушилась на дочь, приказала ей выйти замуж за Мальборо, заперла девушку в комнате, сопровождая это угрозами убить Резерфорда. Тогда Алва прикинулась умирающей из-за непослушания дочери и, в конце концов, 18-летняя Консуэло согласилась на свадьбу.
Приданое, полученное герцогом, составило 2,5 млн долларов (ок. 75 млн в наши дни, с учётом инфляции). Эти средства позволили герцогу восстановить знаменитый Бленхеймский дворец. Свадьба состоялась 6 ноября 1895 г. в епископальной церкви Св. Фомы в Нью-Йорке. Дети от этого брака:
Рождение этих детей лишило титула Уинстона Черчилля, который стал бы следующим герцогом, если бы его двоюродный брат Чарльз умер, не оставив потомства. Первое, что заявила молодой невестке свекровь, герцогиня Фанни: «Ваша первейшая обязанность — родить ребёнка, и это должен быть сын, ибо мне невыносимо даже подумать, что герцогом станет этот выскочка Уинстон». «Возможно, вы уже беременны?» — интересовалась она далее. Консуэло называла своих детей «Наследник и Запасной» (the Heir and the Spare).
Бедность людей, проживавших на землях мужа, произвела сильное впечатление на новоиспечённую герцогиню, и она стала помогать им. Затем она также оказалась вовлечена в другие филантропические проекты. Консуэло ожидал оглушительный успех в светском обществе Великобритании. В 1902 г. вместе с мужем она побывала в России. В Петербурге чета была принята вдовствующей императрицей Марией Федоровной. Вероятно, именно тогда был сделан заказ Фаберже на изготовление «Яйца Мальборо».
Тем не менее, отношения между нею и супругом, и без того не особо пылкие, со временем всё больше и больше стали сходить на нет. Супруги стали жить раздельно с 1907 г. В то время как герцог со временем попал под обаяние Глэдис Мэри Дикон, небогатой харизматичной американки, на которой впоследствии женился, имя герцогини стали связывать с кузеном её мужа, привлекательным достопочтенным Реджинальдом Феллоузом, кроме того — с великим князем Дмитрием Павловичем и некоторыми другими.
Консуэло и герцог развелись в 1921 г. после 26 лет совместной жизни. 19 августа 1926 г., по просьбе герцога, перешедшего в католицизм, и с согласия Консуэло венчание было аннулировано Ватиканом, что облегчило переход герцога в новую веру. Развод, к удивлению многих, был поддержан матерью Консуэло, которая открыто заявила, что это был акт ошибочного принуждения: «Я заставила свою дочь выйти замуж за герцога», — рассказывала Алва интервьюеру, — «У меня была абсолютная власть над дочерью». Следует отметить, что к тому времени Алва уже сама развелась с мужем (1895), шокировав высшее американское общество, и сочетавшись вторым браком с сыном еврейского банкира, активно занялась суфражистской деятельностью. В последующие годы мать и повзрослевшая дочь смогли наладить более близкие и тёплые отношения.
Незамедлительно после развода, 4 июля 1921 г. Консуэло вступила во второй брак с подполковником Жаком Бальзаном (фр. Jacques Balsan) (1868—1956), пионером французского воздухоплавания, авиации и гидроавиации, который к тому же был наследником текстильного фабриканта. Брат его, Этьен, был любовником Коко Шанель. Бальзан, как указывают, познакомился с Консуэло ещё в Нью-Йорке, когда ей было 17 лет, и все это время сохранял к ней привязанность. Это был счастливый брак.
Несмотря на развод, Консуэло сохранила связи с кланом Черчиллей, в особенности с сэром Уинстоном, который был частым гостем в её шато Saint-Georges-Motel недалеко от Дрё, в 50 милях от Парижа. Именно там он написал свои последние картины перед войной. Жак и Консуэло Бальзан проживали в своих особняке в Париже, рю Шарль-Флоке.
В период Второй мировой войны Бальзан оказался в рядах французского Сопротивления. Затем через Испанию и Португалию супруги смогли бежать из нацистской Европы в США, где и проживали до конца войны. Консуэло награждена орденом Почетного легиона за филантропическую деятельность и открытие детского госпиталя в Париже. В 1953 г. она опубликовала свою автобиографию, в которой много пишет об эпохе и современниках, но избегает подробностей своей интимной жизни.
Скончалась в Саутгемптоне на Лонг-Айленде, Нью-Йорк, 6 декабря 1964 г. в возрасте 87 лет, на 8 лет пережив любимого мужа. Похоронена рядом со своим младшим сыном, лордом Айвором, и сэром Уинстоном, в церкви Св. Мартина, Блэндон, Оксфордшир, Англия, вблизи своей бывшей резиденции, дворца Бленхейм.