"Zawsze uważałam, że skandale i wyznania nie są konieczne, by być aktorką. Nigdy nie odsłaniałam swojej duszy, czy ciała w filmach. Tajemniczość jest bardzo ważna" - przyznawała w wywiadach Cardinale. Zdecydowała się nie epatować nagością, a jednak zdobyła pozycję jednego z największych włoskich seks-symboli lat 60., obok Sophii Loren i Giny Lollobrigidy.
Zadebiutowała w "Nieznanych sprawcach" w 1958 roku. Już 2 lata później była jedną z najpopularniejszych włoskich aktorek. W dodatku Cardinale, by osiągnąć ten status, nie musiała ograniczyć się do występowania wyłącznie w komercyjnych filmach. Jej kariera przypadła na okres rozkwitu włoskiego kina: aktorka zagrała w obrazach takich twórców, jak Luchino Visconti i Federico Fellini. Amerykańska publiczność zapamiętała ją z roli w spaghetti-westernie "Pewnego razu na Dzikim Zachodzie" (1968) w reżyserii Sergio Leone.
Claudia Josephine Rose Cardinale urodziła się 15 kwietnia 1938 roku w Tunisie, we francuskiej Tunezji. W dzieciństwie posługiwała się językiem francuskim, arabskim i dialektem sycylijskim, odziedziczonym od rodziców. Nie mówiła w języku włoskim aż do początku swojej kariery filmowej.
Kariera aktorki zaczęła się od wyróżnienia za urodę - w 1957 roku Cardinale wygrała konkurs na najpiękniejszą Włoszkę w Tunezji. Jedną z nagród była wycieczka na festiwal filmowy do Wenecji. To doświadczenie określiło jej przyszłość - przeprowadziła się do Rzymu i rozpoczęła naukę w szkole aktorskiej. Po zaledwie dwóch miesiącach podpisała siedmioletni kontrakt z wytwórnią Vides. Jeśli nawet umowę otrzymała przez wzgląd na niepospolitą urodę, wkrótce potwierdziła także duży talent aktorski.
Film "Nieznani sprawcy" Mario Monicelliego okazał się sukcesem - również debiutującej 20-letniej aktorki. Jej karierą umiejętnie kierował producent Franco Cristaldi, późniejszy mąż Cardinale (para rozstała się w 1975 roku). W latach 60. wystąpiła ona w kilku najważniejszych produkcji w historii włoskiego kina. Mowa m.in. o "Rocco i jego bracia" (1960), "Lamparcie" (1963) Luchino Viscontiego, "Il bell'Antonio" (1960) Mauro Bologniniego i "8 i pół" Federico Felliniego.
Dodatkowo podbijała Hollywood dzięki swoim rolom w "Pewnego razu na Dzikim Zachodzie", "The Professionals" (1966) Richarda Brooksa czy "Różowej Panterze" (1963) Blake'a Edwardsa. Zagrała również w filmie Wernera Herzoga "Fitzcarraldo" (1982).
W 1966 roku portret Cardinale znalazł się na okładce pierwszej edycji płyty "Blonde on Blonde" Boba Dylana. Uczyniono to jednak bez porozumienia z aktorką, skutkiem czego kolejne wydania albumu zdobią już fotografie wyłącznie amerykańskiego barda.
Choć uroda aktorki była powszechnie podziwiana przez fanów i prasę, jej głos okazał się problemem. We włoskich produkcjach trzeba było zatrudniać specjalną lektorkę do podkładania głosu pod kwestie Cardinale. Jej barwa - niska i nieco zachrypnięta - kontrastowała z granymi przez nią postaciami eterycznych, dziewczęcych bohaterek. Dopiero w "8 i pół" pozwolono jej mówić swoim własnym głosem.
Dziś 75-letnia ikona włoskiego kina nadal pozostaje aktywna. Ani na rok nie zawiesiła kariery aktorskiej, występując nieprzerwanie od 1958. Ostatnia pozycja w jej filmografii to "Deauville" z 2013 roku. Na koncie ma ponad 90 filmów.
W 1993 roku, podczas festiwalu w Wenecji Cardinale otrzymała honorowego Złotego Lwa za całokształt pracy twórczej a także honorowego Złotego Niedźwiedzia na festiwalu w Berlinie. Od 1999 aktorka pełnie funkcję Ambasadora Dobrej Woli UNESCO.