Se la considera una de las mejores bailarinas del siglo XX. En 1981, *The New York Times* la nombró *prima ballerina assoluta*. A partir de 1946, Carla Fracci estudió en la Escuela de Ballet del Teatro de La Scala con Edda Martignoni, Vera Volkova y Esmée Bulnes, graduándose en 1954. Dos años después, se convirtió en solista y, posteriormente, en bailarina principal en 1958. En marzo de 1955, participó en la función de graduación de la Escuela de Ballet de La Scala, bailando con Mario Pistoni en *Le Spectre de la Rose* de Michel Fokine, tras una producción de *La Sonnambula* dirigida por Leonard Bernstein, puesta en escena por Luchino Visconti y protagonizada por Maria Callas. El 31 de diciembre de 1955, obtuvo su primer papel importante, sustituyendo a Violette Verdy en *Cenicienta* de Alfred Rodrigues. En 1957, Anton Dolin la eligió para bailar en la histórica reposición del *Pas de Quatre* de Perrot-Pugni en el Festival de Nervi, junto a Alicia Markova, Yvette Chauviré y Margaret Schanne —las bailarinas más destacadas de la época—, una actuación que le valió un reconocimiento internacional espectacular. Su fama se consolidó aún más en 1958, cuando John Cranko creó para ella un ballet de *Romeo y Julieta*, con música de Prokofiev, interpretado por la compañía de La Scala en el Teatro Verde de la isla de San Giorgio Maggiore, en Venecia. Bailó con algunas de las compañías de ballet internacionales más importantes, como el London Festival Ballet, el Sadler's Wells Ballet (actualmente conocido como el Royal Ballet), el Royal Danish Ballet, el Ballet de Stuttgart, Les Ballets de Monte-Carlo, el Australian Ballet, el Tokyo Ballet, el Ballet del Teatro Colón de Buenos Aires y el Ballet Nacional de Cuba. A partir de 1967, fue bailarina invitada principal del American Ballet Theatre.
Es reconocida por sus interpretaciones de papeles románticos y dramáticos, como *Giselle* —su papel más emblemático—, *La Sílfide*, *Romeo y Julieta*, *Coppélia*, *Francesca da Rimini* y *Medea*. Bailó con destacados bailarines masculinos, entre ellos Erik Bruhn, Rudolf Nureyev, John Gilpin, Milorad Miskovitch, Vladimir Vasiliev, Henning Kronstam, Mikhail Baryshnikov, Niels Kehlet, Alexander Godunov, Antonio Gades, Andris Liepa, Gheorghe Iancu, Paul Chalmer, Alessandro Molin, Daniel Ezralow, Massimo Murru y Roberto Bolle. En 1969 se realizó una película basada en su interpretación de *Giselle* junto a Bruhn y el American Ballet Theatre.[2] Su repertorio incluía *Medea*, *Concierto Barroco*, *Las señoritas de la noche*, *La gaviota*, *Pelléas et Mélisande* y *La flor de piedra*.
En 1982, protagonizó un drama televisivo: apareció en la miniserie de la RAI *Verdi*, dirigida por Renato Castellani, interpretando el papel de Giuseppina Strepponi, una soprano y segunda esposa del compositor.[3] A finales de la década de 1980, dirigió la compañía de ballet del Teatro di San Carlo de Nápoles. En los años siguientes, ofreció diversas representaciones, entre ellas *La siesta de un fauno*, *Onegin*, *La vida de María* y *A.M.W.* *La muñeca de Kokoschka* y *La primavera romana de la señora Stone*, por mencionar las más destacadas, entre las producciones dirigidas por Beppe Menegatti.
De 1996 a 1997, dirigió la compañía de ballet de la Arena de Verona. En 1994, ingresó en la Academia de Bellas Artes de Brera, fue presidenta de la asociación ambiental Altritalia Ambiente a partir de 1995 y fue nombrada Embajadora de Buena Voluntad de la FAO en 2004. En 1997, asistió como invitada a la gala de clausura del 40.º festival *Zecchino d'Oro*, donde entregó una medalla de participación a Yumiko Ashikawa.
De noviembre de 2000 a julio de 2010, dirigió la compañía de ballet de la Ópera de Roma. Supervisó tanto el repertorio tradicional como las obras asociadas con Sergei Diaghilev y los Ballets Rusos, desde *La consagración de la primavera* y *Jeux* (en la reconstrucción de Millicent Hodson y Kenneth Archer) hasta *Scheherazade*, *El pájaro de fuego* y *Petrushka* (en versiones de Andris Liepa). Paralelamente a este trabajo, puso en escena reposiciones de ballets perdidos y nuevas creaciones, siempre bajo la dirección de Beppe Menegatti. En 2008, colaboró con la banda de rock cómico Elio e le Storie Tese en su álbum *Studentessi*, interpretando un interludio hablado al final de la canción "Effetto memoria (Inverno)" que introduce el tema "Heavy Samba".[4][5] De junio de 2009 a 2014, fue Consejera de Cultura de la Provincia de Florencia. En diciembre de 2013, Arnoldo Mondadori Editore publicó su autobiografía, *Paso a paso*, editada por Enrico Rotelli.[6] Fue embajadora de la Expo 2015. En 2016, presentó el libro *Ballerina* de Roberto Baiocchi (publicado por Giunti Editore)[7], para el cual escribió el prólogo y colaboró artísticamente junto a su esposo, el director Beppe Menegatti. En 2018, interpretó con Elisa la canción "Luce (tramonti a nord est)" en el programa *Amici di Maria De Filippi*. Falleció la mañana del 27 de mayo de 2021, a la edad de 84 años, en su casa de Milán, debido a un cáncer.