Bebel Gilberto begann bereits als Kind, in Chören und auf Platten für Kinder zu singen, ebenfalls trat sie in Musicals auf.

Während der 1980er Jahre versuchte sie eine Solokarriere und arbeitete vor allem mit Cazuza, aber auch anderen Stars der Música Popular Brasileira zusammen. Im Jahr 1991 zog sie nach New York, wo sie mit David Byrne, Arto Lindsay und DJ Towa Tei zusammenarbeitete und ihre Bossa Nova mit anderen Musikstilen zu neuen Sounds zu verschmelzen suchte. Im Jahr 2000 brachte sie zusammen mit dem DJ und Produzenten Suba ihre CD Tanto Tempo heraus, mit der sie es in die Charts der Weltmusik schaffte. Im Jahr 2001 kam, um auf dem Erfolg ihrer Erstlings-CD aufzubauen, die Platte Tanto Tempo Remixes heraus. 2004 folgte das von Marius de Vries produzierte Album „Bebel Gilberto“, 2005 dessen Remixes, an denen unter anderem Thievery Corporation, DJ Spinna oder Nuspirit Helsinki beteiligt waren.