Elle est née à São Paulo, au Brésil, d’une famille de musiciens, son père étant compositeur, arrangeur et musicologue. C’est auprès de son père qu’elle a appris à apprécier les compositeurs de musique classique brésiliens, notamment Heitor Villa-Lobos, Ernesto Nazaré et Orlando Silva.
À l’âge de quinze ans, elle avait décidé de devenir musicienne et à la fin de son adolescence, elle avait étudié la théorie musicale, ainsi que le violão (guitare brésilienne à cordes en nylon). Ses chansons révèlent de nombreuses influences, qui incluent la samba, la valsa, le choro, la soul, le rhythm and blues, le hip hop, l’afrobeat et la musique électrojazz.
En particulier, elle cite comme influences la musique des Afro-américaines Billie Holiday, Ella Fitzgerald, Lauryn Hill et Erykah Badu, ainsi que du Brésilien Jorge Ben.
Céu se produisait sur scène avec de grands artistes et explorait le répertoire des marchinhas (musique de carnaval du tournant du siècle) à la fin de son adolescence. Peu après, elle s’installe temporairement à New York, où elle rencontre par hasard un autre musicien brésilien, Antônio Pinto. Elle apprendra plus tard qu’il était en fait un cousin éloigné. Leur relation a été renouvelée lorsqu’il s’est associé au producteur principal Beto Villares, compositeur de la musique du film O Ano em Que Meus Pais Saíram de Férias (2007), pour l’aider à enregistrer son album. Pinto, qui a produit la chanson « Ave Cruz » de Céu, est le compositeur de la partition musicale de deux films nommés aux Oscars, Central Station (1999) et City of God (2002).
Initialement sorti en 2005 sur le label Urban Jungle basé à São Paulo, Céu a été repris par Six Degrees/Starbucks/Hear Music aux États-Unis et au Royaume-Uni, JVC au Japon et Harmonia Mundi en France et aux Pays-Bas. Pour cet album, Céu a reçu une nomination au Grammy latin pour le « meilleur nouvel artiste » en 2006 et une nomination au Grammy pour le meilleur album de musique du monde contemporain en 2008.
En 2009, son deuxième album Vagarosa, acclamé par la critique, a atteint la deuxième place du classement américain Billboard des musiques du monde. L’album a depuis été nommé aux Latin Grammy Awards 2010 pour le meilleur album de pop contemporaine brésilienne. En 2010, Céu a été invitée par Herbie Hancock à enregistrer une version de « Tempo de Amor » pour l’album The Imagine Project.
En 2011, elle a contribué à une version du titre « It’s a Long Way » en collaboration avec Apollo Nove et N.A.S.A. pour le plus récent album caritatif de la Red Hot Organization, Red Hot + Rio 2. L’album fait suite à l’album Red Hot + Rio de 1996. En 2012, Céu a reçu sa troisième nomination aux Latin Grammy pour le « Meilleur album de pop brésilienne contemporaine » pour son troisième album Caravana Sereia Bloom.
En 2014, elle a sorti au Brésil son premier DVD/CD live intitulé Céu – Ao Vivo, le concert a été filmé en août 2014 à São Paulo et contient 15 titres au total, y compris les reprises inédites des classiques de tous les temps « Piel Canela » et « Mais Uma Noite de Amor », des images des coulisses du groupe et plus encore. Céu – Ao Vivo comprend également des versions live des plus grands succès de Céu, « Lenda », « Malemolência », « 10 Contados », « Cangote » et « Baile de Ilusão ».
En 2016, elle a sorti son quatrième album studio nommé Tropix. Combinant des rythmes électroniques avec des rythmes brésiliens, elle est allée recevoir l’acclamation critique de véhicules comme The Guardian et The New York Times. Elle a également remporté, la même année, son premier Grammy latin dans la catégorie du meilleur album de pop contemporaine en langue portugaise.
Son album APKÁ a été considéré comme l’un des 25 meilleurs albums brésiliens du second semestre 2019 par l’Association des critiques d’art de São Paulo.