Таа пораснала во Тунис во семејство со сицилијанско потекло, а влегла во филмскиот свет во 1957 година откако победила на натпревар за убавина во Тунис и добила награда за патување на Венецискиот филмски фестивал.
Нејзината кариера на почетокот беше комплицирана од тајна бременост, за која таа рече дека е резултат на злоупотребувачка врска. Таа го родила својот син Патрик во Лондон во 1958 година.
По серија споредни улоги, Кардинале постигна меѓународна слава во 1963 година кога се појави во филмот „8-1/2“ на Федерико Фелини, истата година глумеше заедно со Берт Ланкастер во „Леопард“. Вратите на холивудските продукции набрзо ѝ се отворија, а се појави во комичниот хит „Пинк Пантер“ во режија на Блејк Едвардс и во филмот на Серџо Леоне „Беше еднаш на запад“ во 1968 година.
Откако ја доби наградата за животно дело на Берлинскиот филмски фестивал во 2002 година, Кардинале рече дека имала одлична кариера. „Живеев повеќе од 150 животи, како проститутка, светица, романтичарка, секаков вид жена, прекрасно е да се има оваа можност да се менуваш“, рече таа.
