Carly Rose Sonenclar nasceu no dia 20 de abril de 1999 na cidade de Nova Iorque, começou a cantar aos dois anos, imitando vários cantores do programa norte-americano American Idol. Desde bem jovem sempre interessada por arte Carly já fazia inúmeras aulas de dança, canto e teatro.
Carly começou a sua carreira profissional em 2006, em uma adaptação teatral de The Night of the Hunter, no Festival de Teatro Musical de Nova Iorque. Nele, intepretou Pearl, a personagem principal. No mesmo ano, ela fez sua estreia na Broadway, interpretando a jovem Cossete no musical Les Misérables. Em 2009, ela participou da turnê nacional da série Little House on the Prairie, estrelado por Melissa Gilbert como Carrie. A estreia de Sonenclar na televisão foi na terceira temporada de The Electric Company como Gilda Flip.
Em 2011, Carly interpretou Chloe (filha de Alice) no musical Wonderland na Broadway. Neste papel, ela recebeu boas críticas, incluindo uma feita por Charles Isherwood, do The New York Times. Ele descreveu Sonenclar como uma boa atriz e uma “cantora quase sobrenaturalmente talentosa”, além disso, a comparou com Sutton Foster. Em 2011, foi nomeada como a Melhor Artista Jovem pelo broadwayworld.com, além de ter interpretado Parsley em The Big Bank, um musical que ocorreu no Festival de Teatro Musical de Nova Iorque, em outubro do mesmo ano.
Carly já apareceu em dois filmes: The Nanny Diaries, atuando como a “filha da babá” e teve um pequeno papel em The Sisterhood of the Traveling Pants. Ela fez inúmeras aparições na TV, incluindo no ABC News, WPIX Morning News e NBC News.
Em 2012, Carly fez uma audição para a segunda temporada de The X Factor USA com a canção “Feeling Good”, cantada originalmente por Nina Simone, dentre tantos elogios feitos a ela neste dia, o primeiro que ela recebeu da jurada Britney Spears acabou virando seu novo apelido entre os fãs: “Little Diva”. Os juízes a aplaudiram de pé e dessa forma, ela foi aprovada para a próxima fase. Em julho de 2013, a audição de Carly alcançou 40 milhões de visualizações no YouTube, o vídeo original foi tirado do ar pelo canal do X-Factor no início da terceira edição do programa quando estava com mais de 70 milhões de visualizações, existem vários outros vídeos da primeira audição no You Tube, entre eles o do canal brasileiro CarlyRoseSonenclarBR que já tem mais de 1 milhão de visualizações. Pouco depois, ela passou para a primeira fase do “bootcamp”, onde ela cantou “Pumped Up Kicks” com Beatrice Miller. Dos 120 participantes que fizeram testes no bootcamp naquele dia, ela foi umas das 60 pessoas que continuaram no programa. No final do bootcamp, ela foi escolhida para ser uma das seis concorrentes na categoria “adolescentes”, e assim performou na “casa dos juízes”, lá ela cantou a música “Brokenhearted” para sua mentora Britney Spears e seu jurado convidado Will.i.am, os dois aprovaram seu desempenho e Will.i.am chegou a comentar que Carly estava “possuída”. Ela avançou para o Top 16, onde cantou “Good Feeling”. Essa canção a passou para o Top 13 e, nessa rodada, ela performou “It Will Rain”, neste dia a jurada Demi Lovato disse que poderia ouví-la cantar varias e varias vezes. Quando Carly alcançou o Top 12 com a canção “My Heart Will Go On” o jurado Simon disse que ele não acreditava que ela tinha somente 13 anos e foi revelado que ela foi a segunda pessoa mais votada da competição até agora, atrás apenas de Tate Stevens.
No dia 21 de novembro, ela cantou “Somewhere Over the Rainbow” e foi aprovada para o Top 8, neste dia mais uma vez ela foi aplaudida de pé por todos os jurados, Simon havia dito para o participante Vino Alan que ele seria o mais votado da semana, mas depois da apresentação da Carly, que foi a última a se apresentar neste dia, Simon disse: ”Acabei de mudar minha opinião, você estourou nesta competição” e assim, foi revelado que Carly foi a pessoa mais votada da competição naquela noite. Em 28 de novembro, ela cantou “Rolling in the Deep”, neste dia o jurado L.A. disse: “Esta não foi sua melhor apresentação, talvez tenha sido a sua segunda melhor, o que já é melhor do que a primeira melhor de todos os outros competidores” e passou para o Top 6, novamente como a mais votada na competição. Nas quartas de final ela cantou “As long as you love me” e “If I Were A boy” sendo aprovada e elogiada mais uma vez, nas semi-finais cantou “Your Soung” e “Imagine” se classificando para a grande final junto com a banda Fifty Harmony e Tate Stevens. Na rodada final, ela performou “Feeling Good” (novamente), “How Do I Live” (com LeAnn Rimes) e “Hallelujah”. Em 20 de dezembro de 2012, antes do anúncio do vencedor ela cantou “All I Want for Christmas Is You” e depois quando já estava nos Top dois fez sua última apresentação junto com seu concorrente cantando “The Climb”, logo após foi anunciado que ela foi a segunda colocada da competição, atrás de Tate Stevens.
Após o The X-Factor Carly foi homenagiada em Winchester onde recebeu a chave da cidade das mãos do prefeito. No dia 29 de Junho fez seu primeiro show onde lançou sua primeira música original “Unforgettable”, logo após se apresentou em New Jersey, Los Angeles e em 18 de Julho se apresentou na abertura do Maccabiah Games em Israel para uma platéia de mais de 40 mil pessoas. No dia 10 de Agosto fez uma grande apresentação no Best Buy Teather na Times Square em Nova Iorque onde lançou sua segunda música original chamada “Fighters”.
No ano de 2013 lançou também alguns covers para seu canal no You Tube, “After Tonight There’s Trouble” cantando com seu irmão Russel, “Runaway Baby”, “Stole My Heart” e “Brand new Me”.
No final de 2013, mais precisamente no dia 15 de Dezembro, a Carly fez um Stage It (Live Stream) para os fãs e lançou um nova música chamada “I Want You Anyway”. Depois disso em mais um Stage It ela apresentou mais três músicas, “Aliens”, “Everybody’s Watching” e “Weekend”.
