Estudió piano y canto en el Conservatorio de Madrid, donde obtuvo el primer premio de canto en 1954. Debutó en esa ciudad en 1955.
Dos años después hizo su debut internacional en el Festival Aix-en-Provence, como Dorabella. Durante los diez años siguientes debutó en otros importantes teatros y festivales de ópera: La Scala (1957), festival de Glyndebourne (1958), Royal Opera House (1959) como Rosina, Metropolitan Opera House (1967) como Cherubino y también actuó en la versión cinematográfica de Don Giovanni dirigida por Joseph Losey, actuando como Zerlina y trabajando en conjunto con José van Dam, Ruggero Raimondi y Kiri Te Kanawa.
Otro hito importante en su carrera fue su estreno como recitalista, en el Carnegie Hall en 1964. Su repertorio de concierto incluyó canciones españolas, francesas, alemanas y rusas. De 1957 a 1977 estuvo casada con el pianista Félix Lavilla (1928-2013), con quien grabó y actuó con regularidad en el ámbito profesional y con quien tuvo descendencia: Teresa, Javier y Cecilia, soprano lírica.
En 1991, ella y otros cantantes españoles fueron reconocidos con el Premio Príncipe de Asturias de las Artes. Participó en la ceremonia inaugural de la Exposición Universal de Sevilla de 1992 y los Juegos Olímpicos de Barcelona 1992. En 1994 fue elegida miembro de la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando, primera mujer en obtener esta distinción, coincidiendo con el 250 aniversario de la institución. En abril de 1995 dictó su conferencia de ingreso sobre su universo musical.
En 1995 celebró su 70 aniversario y sus 50 años de carrera profesional con la publicación de cuatro discos editados por Deutsche Grammophon. En 1999 se dio su nombre a un palco, el 10 de la platea, del Teatro de la Zarzuela de Madrid en homenaje a su contribución a este género operístico.
En 2008 se retiró de los escenarios, aunque esporádicamente participa en alguna representación. A petición de Paloma O'Shea, fue profesora titular de la Cátedra de Canto en la Escuela Superior de Música Reina Sofía, sucediendo a su amigo íntimo Alfredo Kraus. Asimismo, dictó clases magistrales en varias partes del mundo. Además le han dedicado un conservatorio en Madrid, el conservatorio Teresa Berganza.
En el año 2013 se retiró definitivamente de los escenarios y como profesora de Canto.
En 2013, en su 80 cumpleaños (entonces se supo que había nacido en 1933 y no en 1935 como se pensaba por estar así recogido en el Grove Dictionary of Music and Musicians), recibió el homenaje del Teatro Real de Madrid y fue condecorada con la Gran Cruz de la Orden de Alfonso X el Sabio. En 2018 recibió en Londres el Premio Internacional de la Ópera por su trayectoria (el equivalente en música de los Oscar en cine).
