Née à Los Angeles, Carnes a écrit sa première chanson à l'âge de quatre ans et n'a jamais cessé depuis. Son premier contrat d'édition, qui l'associe au célèbre producteur Jimmy Bowen, l'amène à partager le temps d'enregistrement des démos avec les autres auteurs de Bowen, dont les futurs Eagles Don Henley et Glenn Frey, ainsi que J.D. Souther. En 1971, Carnes chante « Nobody Knows », écrit par Mike Settle, dans le générique de fin du road movie Vanishing Point. Carnes a également obtenu son premier titre en tant qu'auteur-compositeur avec « Sing Out for Jesus », enregistré par Big Mama Thornton pour ce même film.
Si elle s'est d'abord fait remarquer par son interprétation historique, en 1981, de « Bette Davis Eyes », écrite par Jackie DeShannon et Donna Weiss - tube numéro un du Billboard cette année-là et toujours l'un des plus grands succès du Hot 100 de tous les temps - cette chanson, récompensée par un Grammy, n'est qu'une autre facette remarquable d'une carrière mondiale d'enregistrement, d'interprète et d'auteur-compositeur qui s'étend maintenant sur cinq décennies. Ses chansons ont marqué les albums de l'artiste qui se sont vendus en platine, ainsi que ceux de ses nombreux pairs. Et puis il y a cette voix incomparable. Comme l'a fait remarquer Peter Cooper, journaliste musical réputé de Nashville, « la voix de Carnes est un délice » : Du sorgho, du whisky et un hurlement du cœur, avec un phrasé qui rappelle le Dylan de l'époque de Blonde on Blonde ».
En 1980, Gideon, un album concept historique enregistré par Kenny Rogers, a été entièrement écrit par Carnes et Ellingson. Classé numéro 1 dans la catégorie country et Top 20 dans la catégorie pop, il est porté par le succès de « Don't Fall in Love With a Dreamer », le duo Rogers-Carnes qui se classe numéro 4 dans la catégorie pop, numéro 3 dans la catégorie country et numéro 2 dans la catégorie Adult Contemporary. Gideon s'est vendu à plus de trois millions d'exemplaires.
Carnes signe avec A&M Records et sort deux albums. Le second, Sailin', produit par le légendaire Jerry Wexler, contient la chanson « Love Comes From Unexpected Places », qui a remporté le grand prix de l'American Song Festival, ainsi que le prix de la meilleure composition au Tokyo Song Festival, et qui est la première des trois chansons qu'elle fera couper par Barbra Streisand, dont « Make No Mistake (He's Mine) » - que Carnes a écrite et coproduite.
Après son album de 1981, Mistaken Identity, qui lui a valu un Grammy pour le disque de l'année, décerné par « Bette Davis Eyes », elle a enchaîné avec Voyeur, une autre collection nominée aux Grammy, qui mettait en évidence son don pour les rockers percutants et les ballades passionnées. Sa série de succès, qui s'étend sur les palmarès pop et adult contemporary, se poursuit avec des titres tels que « Crazy in Love », « I Pretend », « What About Me », « Crazy in the Night » et bien d'autres encore. Elle a également remporté son deuxième Grammy Award pour « I'll Be Here Where the Heart Is », extrait de la bande originale de la superproduction Flashdance.
En 2000, elle a interprété un duo avec Jeff Bridges intitulé « Ring of Fire » pour son film « The Contender ». En outre, elle a apporté des contributions notables aux bandes originales de divers films, allant de « Spaceballs » à « Valentino : The Last Emperor ».
En 1985, Carnes a fait partie du groupe de chanteurs qui ont participé (sous le nom de U.S.A. pour l'Afrique) au single et au clip « We Are the World », qui s'est vendu à 20 millions d'exemplaires dans le monde entier. En 1988, Carnes retrouve le producteur Jimmy Bowen et enregistre View From the House, qui contient son tube « Crazy in Love », classé dans le Top 10 du hit-parade alternatif. Continuant à se produire et à écrire des chansons, Carnes et sa famille s'installent à plein temps à Nashville en 1994.
La merveilleuse communauté d'auteurs-compositeurs de Nashville a aidé Carnes à créer ce qui a été l'un des points forts de sa carrière professionnelle, l'album Chasin' Wild Trains, encensé par la critique en 2004. Cité par le magazine Country Music Today comme l'un des meilleurs albums non country de l'année, le disque a été salué dans le monde entier. L'album a bénéficié de la participation de personnalités telles que Angelo, producteur des Kings of Leon, Al Anderson, Matraca Berg, Chuck Prophet, Anders Osborne et Kim Richey, entre autres.
« C'est le seul album que j'ai fait exactement comme je le voulais », déclare l'auteur-compositeur-interprète. Personne ne m'a dit « non ». Je l'ai fait avec l'aide de ces incroyables auteurs-compositeurs. C'était un projet d'amour collaboratif ».
Auteur de trois chansons country numéro 1, dont « The Heart Won't Lie », un duo à succès pour Reba McEntire et Vince Gill, et « Make No Mistake (She's Mine) », enregistrée par Ronnie Milsap et Kenny Rogers, l'expérience de Carnes à Music City l'a amenée à travailler avec d'autres grands compositeurs, notamment Kim Richey, Matraca Berg, Greg Barnhill, Al Anderson, Jeffrey Steele, Tim Nichols et Connie Harrington. À ce jour, ses chansons ont été reprises par la superstar de la country Tim McGraw (à laquelle elle a également ajouté des voix de fond), ainsi que par Deana Carter, Sawyer Brown, Tanya Tucker, Suzy Bogguss, Pam Tillis et bien d'autres encore.
En 2011, deux chansons qu'elle a écrites pour (et avec) le duo mari-femme O'Shea se sont classées en tête des palmarès en Australie.
Chaque soir à Nashville, il n'est pas rare de la voir partager une scène « in-the-round » avec des artistes comme John Hiatt, Michael McDonald, Lori McKenna, Barry Dean ou l'un de ses fréquents collaborateurs. Elle continue d'emmener son groupe au complet pour des spectacles, des événements spéciaux et des émissions de télévision aux États-Unis, à Paris, à Rome, à Berlin, au Chili et en Argentine, ainsi que dans d'autres destinations dans le monde entier.
« Il y a toute une partie de ce que je fais et de ce que j'ai commencé à faire, en tant qu'auteur-compositeur, que peu de gens connaissent : j'ai toujours écrit des chansons, tous les jours. C'est ainsi que j'ai commencé et c'est toujours aussi important pour moi. Je le ferai toujours.
En 2014, elle a participé à une émission spéciale de la BBC consacrée aux auteurs-compositeurs, animée par le célèbre animateur britannique Bob Harris, a participé en duo à un album de chansons écrites par le célèbre compositeur Frankie Miller, a coécrit des chansons pour deux albums de l'auteur-compositeur-interprète américain Dana Cooper et a repris « Under My Thumb » des Rolling Stones dans le cadre d'un projet d'enregistrement brésilien.
« J'écris ce que j'aime et je l'ai toujours fait », dit-elle aujourd'hui. « J'ai la chance d'écrire et de jouer avec certains des meilleurs auteurs au monde. Je m'éclate ».
