Слава Бартоли началась необычно для оперной певицы: в 1986 году она выступила в телевизионном шоу Fantastico, исполнив дуэт из оперы Россини «Севильский цирюльник» (с Лео Нуччи) и получив восторженные отзывы специалистов; смотревший шоу Рикардо Мути пригласил Бартоли на прослушивание в театр Ла Скала.
Более тридцати лет сотрудничает со звукозаписывающей фирмой Decca Records, выпустив за это время более двадцати сольных альбомов (по состоянию на 2018 год). В первые годы это были преимущественно записи произведений Моцарта и Россини. Начиная с 1999 года каждый альбом фактически открывает для широкого слушателя композиторов XVII—XIX веков, в том числе — редко исполняемых: Вивальди, Генделя, Алессандро Скарлатти, Кальдару, Порпору, Стеффани, Глюка, Сальери, Гарсиа, Малибран и других.
Принимала участие в записях опер Генделя, Гайдна, Моцарта, Россини, Беллини и Пуччини.
Успех Чечилии Бартоли можно счесть феноменальным. На сегодняшний день это самая высокооплачиваемая оперная певица в мире.
