Elle fait d'abord ses études au conservatoire Benedetto Marcello, à Venise, et gagne plusieurs concours vocaux en 1968. Elle débute sa carrière professionnelle en interprétant Mimì (La Bohème) à Mantoue en 1969, puis fait une apparition à Parme dans Il trovatore, en 1970. L'année suivante, elle gagne le prix « Voci Verdiane » de la RAI. Entre 1972 et 1975, elle se produit dans les plus grands opéras européens et américains, comme le Lyric Opera de Chicago (1972) ; La Scala (1973) ; la Royal Opera House, Covent Garden (1974) ; et le Metropolitan Opera en 1975. Voulant aborder des rôles trop lourds, pour une soprano lyrique, elle connait des échecs: une Tosca peu concluante et une bien faible Amélia du bal masqué.Par contre, sa voix lui permit d'être une magnifique interprète du rôle féminin de Simon Boccanégra ou de triompher, à Aix-en-Provence,dans Tancrède de Rossini.
Outre ses apparitions à l'opéra, elle joue le rôle de Desdémone dans l'adaptation cinématographique de l'Othello de Verdi par
Franco Zeffirelli en 1986, aux côtés de Plácido Domingo.
En 1991, elle fonde l'« Accademia Lirica di Katia Ricciarelli », et, depuis 2003, elle est la directrice artistique du festival d'été au Sferisterio di Macerata (it).
Elle s'est mariée à Pippo Baudo (it), une personnalité de la TV italienne, lors de son quarantième anniversaire, mais a demandé le divorce durant l'été 2004.
En 2006, après la victoire du Ruban d'argent comme Meilleure actrice principale pour le film La seconda notte di nozze de
Pupi Avati, elle participe au reality show La fattoria (version italienne de La Ferme Célébrités) sur Canale 5.
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