Дочь кружевницы. По предположению ряда исследователей, училась у своей матери и начинала как декоратор табакерок из слоновой кости (предназначавшихся для продажи туристам); отсюда — ее интерес к портретной миниатюре.
В возрасте 25 лет за свои работы была избрана в гильдию художников — Академию Св. Луки в Риме. В 1716 г. познакомилась в Венеции с крупным финансистом и знаменитым коллекционером Пьером Кроза и по его совету в марте 1720 г. вместе с семьей переехала в Париж, где ее пастели имели огромный успех, став одним из импульсов для нарождающегося искусства рококо. Во французской столице получила заказ на 36 портретов членов королевской семьи (в том числе написала портрет дофина Людовика — будущего короля Людовика XV — одну из лучших своих работ). В Париже она вела дневники и обширную переписку, познакомилась с Ватто, написала его портрет. В том же году была избрана членом Французской Королевской Академии живописи; в следующем 1721 г. вернулась в Венецию, в свой дом на Большом Канале. В 1730 г. Каррьера покинула Венецию, 6 месяцев работала в Вене, при дворе императора Карла VI, ее ценителя и патрона. Ученицей Каррьеры в Вене была дочь Карла VI, будущая императрица Мария Терезия.
Работы Каррьеры были необычайно популярны в Европе при монарших дворах и у знати, секрет этого успеха понятен,— все ее портреты исполнены нежнейшего очарования, ее персонажи — улыбчивы, красивы (и весьма приукрашены), их внутренний мир полон тонкого очарования, женственности, легкости (столь близкими художественному мировоззрению рококо).
К 1750-м годам художница потеряла зрение: две операции по удалению катаракты не помогли, и художница до конца дней осталась слепой. В XIX и начале XX века на волне феминистского движения были созданы несколько ее биографий, недавно немецкая писательница Микаэла Яри написала о ней исторический роман.