Η Carol Creighton Burnett γεννήθηκε στις 26 Απριλίου 1933 στο Σαν Αντόνιο του Τέξας. Η μοναχοκόρη αλκοολικών γονιών, η Κάρολ πήγε να ζήσει με τη γιαγιά της από νωρίς. Μεγαλωμένη σε μια πανσιόν στο Χόλιγουντ της Καλιφόρνια, η Κάρολ Μπέρνετ αντικατέστησε την έλλειψη φίλων της δημιουργώντας μια φανταστική αδερφή με πρότυπο τη Σίρλεϊ Τεμπλ. Τα επόμενα χρόνια, ομολόγησε ότι ντύθηκε και έτρεχε γύρω από την πανσιόν, προσπαθώντας να ξεγελάσει τους γείτονες ώστε να πιστέψουν ότι η αδερφή ήταν αληθινή.
Μετά την αποφοίτησή της από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, η Carol Burnett απέκτησε μερικούς δευτερεύοντες ρόλους, κυρίως στο θέατρο, προτού μετακομίσει στη Νέα Υόρκη για να ασχοληθεί με το κύκλωμα του comedy club. Τελικά προχώρησε σε μικρούς τηλεοπτικούς ρόλους και εμφανιζόταν συχνά σε βαριετέ. Ήταν σε τέτοιες εκπομπές που η Μπέρνετ έγινε γνωστή για την παρωδία της, «I Made a Fool of Myself Over John Foster Dulles». Ενώ αυτό οδήγησε σε ένα μέρος στη βραχύβια κωμική σειρά Stanley και σε άλλα τηλεοπτικά σποτ, μόλις το 1959 η Carol Burnett έκανε το μεγάλο της διάλειμμα.
Η Carol Burnett πήρε το καστ στο μιούζικαλ Once Upon a Mattress και στο The Garry Moore Show σχεδόν ταυτόχρονα. Ενώ και οι δύο ρόλοι έτυχαν μεγάλης αναγνώρισης, ήταν η πληθώρα των χαρακτήρων που έπαιξε στο Moore Show που τελικά κέρδισε στην Burnett ένα Emmy το 1962. Της προσφέρθηκε η δική της κωμική σειρά από τη στενή της φίλη Lucille Ball, αλλά αρνήθηκε, φοβούμενη μήπως παγιδευτεί σε μεμονωμένος χαρακτήρας. Αντ ‘αυτού, η Carol Burnett συνέχισε με ρόλους περίεργης κωμωδίας έως ότου το CBS την υπέγραψε για τη δική της βαριετέ, The Carol Burnett Show. Το σόου έγινε αμέσως επιτυχία και έλαβε 22 Βραβεία Emmy.
Το Carol Burnett Show διεξήχθη μέχρι το 1978. Αφού σταμάτησε η παραγωγή του, ο Burnett επικεντρώθηκε σε μικρούς τηλεοπτικούς ρόλους, τόσο κωμωδίας όσο και δράματος. Στα μέσα της δεκαετίας του 1990, απέκτησε έναν επαναλαμβανόμενο ρόλο ως Theresa Stemple, μητέρα του χαρακτήρα της Helen Hunt στην επιτυχημένη κωμική σειρά Mad About You. Έκανε επίσης σύντομες εμφανίσεις στο All My Children, στο Fresno, στο Mama’s Family και πιο πρόσφατα στο Desperate Housewives.
Η Carol Burnett έχει παντρευτεί τρεις φορές και είχε τρεις κόρες. Η μεγαλύτερη της, η Κάρι Χάμιλτον, πέθανε από καρκίνο του πνεύμονα τον Ιανουάριο του 2002. Η Κάρολ ζει στη Χαβάη με τον τρίτο σύζυγό της, τον μουσικό Μπράιαν Μίλερ.