Melbourne-ben született egy texasi tengerésztiszt és egy ausztrál tanárnő második gyermekeként. Hatévesen egy bűvészprodukció hatására döntött úgy, hogy ő is a pódiumon áll majd: a cél érdekében sokáig zongorázni tanult, majd a középiskolában a színjátszó kör vezetője volt. Egy egyiptomi utazása során szerepelt először (akkor még szigorúan pénzkereseti céllal, statisztaként) filmben. 1992-ben szerzett színidiplomát, és már ekkor záporoztak rá a hazai elismerések színpadi alakításaiért. Egyik legelső rajongója és partnere a szintén Oscar-díjas Geoffrey Rush volt, akit még főiskolai évei alatt lenyűgözött Szophoklész Elektrájaként.

Blanchett a televízió képernyőjén 1989-ben tűnt fel egy kórházsorozatban, a filmvásznon huszonhét évesen, a Parklands című rövidfilmben debütált egy kifejezetten neki írt szereppel. Első főszerepét 1997-ben a Játék és szenvedély című romantikus-kosztümös filmben játszotta, ez idő tájt fellépett a híres londoni Old Vic színpadán is.

A kiugrást az I. Erzsébet angol királynő ifjúkorát elbeszélő Elizabeth hozta meg számára 1998-ban: Oscar-díjra jelölték, de a szobrocskát Gwyneth Paltrow vihette haza a szintén Erzsébet korában játszódó Szerelmes Shakespeare-ért. Blanchett 2007-ben játszotta el ismét a szűz királynőt az Elizabeth: Az aranykor című folytatásban, és ismét Oscar-díjra jelölték - korábban még soha nem fordult elő, hogy egy színésznőt ugyanazért a szerepért másodszor is nomináltak volna a kitüntetésre. A trilógia harmadik részét is vele tervezik, de még éveket kell várni ahhoz, hogy a szerephez elég idős legyen.

Még szélesebb közönséget hódított meg A gyűrűk ura-trilógiában tündekirálynőként (a forgatás alatt viselt kis hegyes füleit azóta is bronzba foglalva őrzi), Galadrielt a trilógia előzményfilmjeiben, A hobbit eddig elkészült két részében is eljátszotta. A Martin Scorsese által rendezett Aviatorban 2004-ben Katharine Hepburn megformálásáért megkapta a legjobb mellékszereplőnek járó Oscar-díjat - újabb érdekesség, hogy ő az első, akit egy Oscar-díjas személy megformálásáért találtak méltónak az Oscarra.

Emlékezetes alakítást nyújtott az Egy botrány részletei című drámában fiatal tanárnőként, aki tinédzser diákjával keveredik szerelmi kapcsolatba, és aki mellé csak egy visszavonulás előtt álló kollégája (Judi Dench) áll. A mexikói Inárritu által rendezett, különböző kultúrákban és helyszíneken játszódó Bábelben Brad Pitt feleségeként tűnt fel. Jim Jarmusch a Kávé és cigarettában azt kérte tőle, hogy legyen tíz percre önmaga, majd az I,m not there - Bob Dylan életei című filmben Blanchett nő létére a rocklegendát alakította. Utóbbi szerepéért és az Elizabeth második részéért abban az évben egyszerre két kategóriában jelölték Oscar-díjra.

Ezt követően a Benjamin Button különös élete és a kevésbé fajsúlyos, ám annál szórakoztatóbb Indiana Jones és a kristálykoponya királysága című kalandfilmben láthatta a közönség, utóbbiban hidegvérű és kegyetlen orosz kémnőt alakított, majd Ridley Scott Robin Hood-feldolgozásában kapott szerepet. Játszott a Banditák című könnyed krimi-komédiában, illetve a George Clooney rendezésében forgatott, nem túl jó kritikával fogadott, sztárszereposztású Műkincsvadászokban.

Legutóbb Woody Allen Blue Jasmine című filmjében egy férjében csalódott, meghasonlott középkorú nőt alakított, aki a New York-i társasági életet otthagyva testvéréhez költözik, hogy összeszedje magát. Teljesítményéért második alkalommal is megkapta az Oscar-díját, ezúttal mint a legjobb színésznő - a filmtörténetben eddig rajta kívül csak öten győztek a legjobb színésznő és legjobb mellékszereplő kategóriában. Alakításáért egyebek közt megkapta a Golden Globe-ot, valamint a brit filmakadémia BAFTA-díját is.

A színésznőt a People magazin 1999-ben az ötven legszebb ember, a Time magazin 2007-ben a száz legbefolyásosabb személyiség közé választotta, 2010-ben az Entertainment Weekly magazin szerint egyike volt a legjobban öltözött színésznőknek. Blanchett, aki 2008-ban kapott csillagot a Hírességek sétányán, a divatos diéták helyett jógával és úszással tartja karban testét. Magánéletét óvja a nyilvánosságtól, drámaíró férjével három gyermeket nevelnek, és közösen vezetik a Sydney Theater Company nevű színházat. Blanchett 2010 novemberében az Ascher Tamás rendezte Ványa bácsiban Jelena Andrejevnát alakította, a színdarabbal több amerikai városban is nagy sikerrel léptek fel.

Blanchett jelenleg a Bob Dylan-filmet jegyző Todd Haynes rendezővel dolgozik a Carol című, ötvenes években játszódó filmben - a Patricia Highsmith azonos című regénye nyomán készülő alkotásban a Tetovált lányban megismert Rooney Mara színésznővel leszbikus párt alakít.