Sie wurde in São Paulo, Brasilien, in einer Musikerfamilie geboren, ihr Vater war Komponist, Arrangeur und Musikwissenschaftler. Von ihrem Vater lernte sie die brasilianischen Komponisten der klassischen Musik zu schätzen, insbesondere Heitor Villa-Lobos, Ernesto Nazaré und Orlando Silva.
Im Alter von fünfzehn Jahren beschloss sie, Musikerin zu werden, und in ihren späten Teenagerjahren studierte sie Musiktheorie und Violão (brasilianische Gitarre mit Nylonsaiten). Ihre Lieder zeigen viele Einflüsse, darunter Samba, Valsa, Choro, Soul, Rhythm and Blues, Hip-Hop, Afrobeat und Elektrojazz.
Insbesondere nennt sie als Einflüsse die Musik der Afroamerikaner Billie Holiday, Ella Fitzgerald, Lauryn Hill und Erykah Badu sowie den Brasilianer Jorge Ben.
Céu stand bereits als Teenager mit großen Künstlern auf der Bühne und erforschte das Repertoire der marchinhas (Karnevalsmusik der Jahrhundertwende). Bald darauf zog sie vorübergehend nach New York City, wo sie zufällig den brasilianischen Musiker Antônio Pinto kennenlernte. Später erfuhr sie, dass er eigentlich ein entfernter Cousin war. Ihre Beziehung wurde erneuert, als er sich mit dem Hauptproduzenten Beto Villares, dem Komponisten der Filmmusik für den Film O Ano em Que Meus Pais Saíram de Férias (2007), zusammentat, um ihr bei den Aufnahmen zu ihrem Album zu helfen. Pinto, der Céus Song „Ave Cruz“ produzierte, ist der Komponist der Filmmusik für zwei Oscar-nominierte Filme, Central Station (1999) und City of God (2002).
Ursprünglich 2005 auf dem in São Paulo ansässigen Label Urban Jungle veröffentlicht, wurde Céu von Six Degrees/Starbucks/Hear Music in den USA und Großbritannien, JVC in Japan und Harmonia Mundi in Frankreich und den Niederlanden aufgenommen. Für dieses Album erhielt Céu 2006 eine Latin-Grammy-Nominierung in der Kategorie „Bester neuer Künstler“ und 2008 eine Grammy-Nominierung in der Kategorie „Bestes zeitgenössisches Weltmusik-Album“.
Im Jahr 2009 erreichte ihr von der Kritik gefeiertes zweites Album Vagarosa Platz 2 der US Billboard World Music Charts. Das Album wurde 2010 für den Latin Grammy Award in der Kategorie Best Brazilian Contemporary Pop Album nominiert. 2010 wurde Céu von Herbie Hancock eingeladen, eine Version von „Tempo de Amor“ für das Album The Imagine Project aufzunehmen.
Im Jahr 2011 steuerte sie in Zusammenarbeit mit Apollo Nove und N.A.S.A. eine Version des Titels „It’s a Long Way“ für das jüngste Wohltätigkeitsalbum Red Hot + Rio 2 der Red Hot Organization bei. Das Album ist ein Nachfolger des 1996 erschienenen Red Hot + Rio. 2012 erhielt Céu ihre dritte Latin-Grammy-Nominierung in der Kategorie „Bestes zeitgenössisches brasilianisches Pop-Album“ für ihr drittes Album Caravana Sereia Bloom.
Im Jahr 2014 veröffentlichte sie in Brasilien ihre erste Live-DVD/CD mit dem Titel Céu – Ao Vivo, das Konzert wurde im August 2014 in São Paulo gefilmt und enthält insgesamt 15 Titel, darunter die noch nie zuvor veröffentlichten Coverversionen der Klassiker „Piel Canela“ und „Mais Uma Noite de Amor“, Aufnahmen hinter den Kulissen der Band und mehr. Céu – Ao Vivo enthält auch Live-Versionen von Céus größten Hits, „Lenda“, „Malemolência“, „10 Contados“, „Cangote“ und „Baile de Ilusão“.
Im Jahr 2016 veröffentlichte sie ihr viertes Studioalbum namens Tropix. Sie kombinierte elektronische Beats mit brasilianischen Rhythmen und wurde von Kritikern wie The Guardian und The New York Times gelobt. Im selben Jahr gewann sie auch ihren ersten Latin-Grammy in der Kategorie „Bestes portugiesischsprachiges zeitgenössisches Pop-Album“.
Ihr Album APKÁ wurde von der Vereinigung der Kunstkritiker in São Paulo als eines der 25 besten brasilianischen Alben der zweiten Jahreshälfte 2019 bezeichnet.