Carlotta Colombo begann ihre Gesangsausbildung im Alter von 16 Jahren. Nach ihrem Abschluss in Operngesang am Conservatorio di Musica in Como widmete sie sich dem Barockrepertoire unter der Leitung von Roberto Balconi. Außerdem erwarb sie einen Abschluss in Philosophie an der Universität von Mailand.
Als Finalistin des Internationalen Cesti-Gesangswettbewerbs für Barockoper in Innsbruck 2022 debütierte Carlotta im Alter von 23 Jahren in Monteverdis „L’Orfeo“ (La Musica und Proserpina); in der Folge arbeitete sie mit zahlreichen Ensembles für Alte Musik zusammen, darunter Il Pomo d’Oro, Europa Galante, Les Musiciens du Prince-Monaco und das Boston Early Music Festival Chamber Ensemble. Es folgten weitere wichtige Operndebüts, wie die Rollen der Fortuna und Drusilla in Monteverdis „L’Incoronazione di Poppea“ in einer Inszenierung von George Petrou/Ted Huffman an der Oper Köln und La Musica und Euridice in „L’Orfeo“ unter Gianluca Capuano an der Opéra de Monte-Carlo und bei den Salzburger Festspielen. Carlotta war Maddalena in Händels „La Resurrezione“ am Teatro Comunale Ferrara und Melissa in „Amadigi di Gaula“ desselben Komponisten an der Nationaloper Sofia. Im Jahr 2023 gab sie ihr Debüt an der Scala mit I Cameristi della Scala unter der Leitung von Giulio Prandi.
Kürzlich ging Carlotta zusammen mit Joyce DiDonato und Il Pomo d’Oro unter der Leitung von Maxim Emelyanychev auf Europatournee und führte Carissimis „Jephte“ und Purcells „Dido und Aeneas“ im Barbican Centre in London, im Théâtre des Champs-Elysées in Paris, im Teatro Real in Madrid und in der Elbphilharmonie Hamburg auf. Ein Mitschnitt des Konzerts wird beim Label Erato erscheinen.
Unter der Leitung von Ottavio Dantone trat sie als Amanzio in Vivaldis „Giustino“ im Auditorio Nacional de Musica in Madrid und in der Sociedad Filarmónica in Bilbao auf. Auch auf der Konzertbühne ist die Sopranistin aktiv und trat im Wiener Konzerthaus und im Pierre Boulez Saal in Berlin auf.
Zu ihren Einspielungen gehören Pergolesis Intermezzo „Livietta e Tracollo“ (Livietta) mit dem Boston Early Music Festival Chamber Ensemble (cpo), vier wenig bekannte Pastoralkantaten des jungen Händel (Brilliant Classics), Zelenkas „Missa Omnium Sanctorum“ (Glossa) und Fux’ „La Corona d’Arianna“ (Arcana). Hinzu kommen die Einspielung eines Programms mit geistlicher Musik für die Naive Vivaldi Edition mit Giulio Prandi und die Veröffentlichung von Carlottas erstem Soloalbum „Arianna a Roma“ zusammen mit dem italienischen Ensemble Anima & Corpo und Gabriele Pro, das dem Repertoire für römische Sängerinnen aus dem 17. Jahrhundert.
Zu den jüngsten und kommenden Engagements gehören ihr Debüt in der Titelrolle von Händels „Rodelinda“ unter Alessandro Quarta am Theater Kiel, Cleonilla in Vivaldis „Ottone in villa“ am La Fenice, Aristea in einer neuen Produktion von Giulio Prandi/Fabio Ceresa von Pergolesis „L’Olimpiade“ am Teatro Pergolesi in Jesi und Ismene in „Pelopida“ von Girolamo Abos für das Valletta Baroque Festival. Carlotta wird mit Ottavio Dantone für ein Alessandro Scarlatti gewidmetes Konzert bei den Innsbrucker Festwochen und mit Alessandro Quarto für eine Reihe von Recitals in Rom und Darmstadt zusammenarbeiten.