1890年代からマドリードでピアノを学ぶかたわら、近代スペイン音楽復興の立役者フェリーペ・ペドレルに作曲を師事。現在ペドレルは音楽学者として、トマス・ルイス・デ・ビクトリアの作品全集の校訂・刊行で名を残しているにすぎないが、ファリャにスペイン民族音楽への興味を植え付けたのが、ほかならぬペドレルだったといわれる。ファリャはとりわけ、アンダルシアのフラメンコ（のカンテ・ホンド）に興味を寄せ、多くの作品においてその影響を示している。初期作品には多くのサルスエラがあるが、中でも最も重要な作品は1幕形式のオペラ『はかなき人生』（1905年作曲、1913年初演）である。1907年から1914年までパリに滞在。いち早くファリャの才能を認めたデュカスはオペラ・コミック座で『はかなき人生』を上演させ、ファリャをスペイン出身の作曲家アルベニスに紹介した。アルベニスからリカルド・ビニェス、ラヴェルへと人脈が広がり、芸術家のサークル「アパッシュ」に参加、これとは別にドビュッシーとも親交を結んだ。パリ滞在中にピアノと管弦楽のための『スペインの庭の夜』の作曲に着手するが、第一次世界大戦勃発に伴い1914年9月に帰国。マドリードに戻ってからは、『スペインの庭の夜』を完成（1915年）させたのに続き、バレエ音楽『恋は魔術師』（1915年作曲、単独でも演奏される〈火祭りの踊り〉で有名）、バレエ・リュス（ロシア・バレエ団）のために作曲された『三角帽子』（1917年作曲）など、最も有名なファリャ作品が生み出された。これらの作品では、民族主義と印象主義の両方がバランスよく混在している。1921年から1939年にグラナダに移住して隠遁生活を送りつつ、室内オペラ『ペドロ親方の人形芝居』（1923年）や『クラヴサン協奏曲』（1926年）を作曲した。これらの作品はストラヴィンスキーの新古典主義音楽の影響が認められ、スペイン民俗音楽の影響はやや稀薄になっている。1936年にスペイン内戦が始まり、グラナダにいた親友フェデリコ・ガルシーア・ロルカが銃殺されたことを機に祖国を離れることを決意、1939年にアルゼンチンに亡命した。フランコ政権からはたびたび帰国要請があったが、彼は終生拒否し続けた。ジャシン・バルダゲーの民族叙事詩に基づいてグラナダ時代に構想された大規模なカンタータ『アトランティーダ』（La Atlántida）は、アルゼンチンに移住してからも作曲が続けられた。しかしながら作曲者の最期においてもこれは未完成のままであり、死後に門人エルネスト・ハルフテルにより、実用版完成に向けて補筆され、発表された。1946年にコルドバで亡くなって同地に埋葬されたが、翌1947年にフランコによって遺体はスペインへ戻され、国葬の上でカディス大聖堂の地下礼拝堂へ埋葬された。没後の1970年よりスペインで発行された100ペセタ紙幣に肖像が使用されていた。
2010年1月31日、彼女は心臓病の認識を高める為のショー「ハート」に出演し、『ノート・トゥ・ゴッド』やアルバムに収録された新曲『イン・ディス・ソング』『ブレス・アウト』（後の『ブレス・ユー・アウト』）を披露した。デビュー・アルバム『シャリース』からの2枚目のシングル『ピラミッド (featuring アイヤズ)』のクラブヴァージョンとリミックスが同年2月23日、3月2日にそれぞれ発売された。『ピラミッド・リミックスEP』はビルボード・ダンス/クラブ・プレイソングチャートで初登場46位になった後、すぐに1位まで急上昇した。2010年5月11日、世界デビュー・アルバム『シャリース』が143/Repriseから発売された。最初の週でビルボード200アルバムチャートで8位に入り、同チャート上位10位内に入った初めてのアジア人アーティストになった。同日、トーク番組『オプラ・ウィンフリー・ショー』に同じくYouTube出身者のジャスティン・ビーバーと一緒にゲスト出演した。6月22日、アメリカのテレビドラマ『Glee』シーズン2 にゲスト出演することが発表され、リー・ミシェル演じる主人公レイチェル・ベリーの強力なライバルとなるフィリピンからの交換留学生（サンシャイン役）を演じた。計3話に出演し、1話でTelephoneとListen、17話で All By Myself、最終話でAs Long As You're Thereを披露した。6月23日、日本での2枚目のシングル『三日月〜クレッセント・ムーン〜』を発売した。同曲は日本の女性歌手絢香のシングル『三日月』を英語歌詞にしてカバーしたものである。6月30日、フィリピンのベニグノ・アキノ3世大統領就任式典において、推定50万人以上の観衆の前でフィリピン国歌『最愛の地』を歌唱した。7月に、フィリピン、タイ、日本、韓国を巡る彼女の最初のアジアツアーを決行する。そこで彼女は3度目の『スター・キング』への出演を果たした。2011年1月19日放送の日本の音楽番組『SONGS』に出演し、『アイ・ウィル・オールウェイズ・ラブ・ユー』『ピラミッド』『マイ・ハート・ウィル・ゴー・オン』『イン・ディス・ソング』を披露した。2011年7月 - 9月期に日本テレビで放送されたテレビドラマ『ブルドクター』の主題歌に「Far As The Sky」が採用された。2011年11月父リッキー・ペンペンコさんがフィリピンのサンペドロにて、アイスピックでめった刺しされ死亡するという凄惨な事件が発生し、シンガポールのコンサートをキャンセルした。以後精神的による激太りが指摘され始めた。2011年12月発売のコンピュータゲーム『ファイナルファンタジーXIII-2』のエンディングテーマ『New World』を歌唱。なお、日本ではPlayStation 3版の主題歌に同じ曲を元にアレンジされたふくい舞の『約束の場所』が採用されているため、Xbox360版でしか聞くことができない。2013年6月現地時間2日、母国フィリピンの放送局ABS-CBNで放送されたインタビューの中でレズビアンであることをカミングアウトした。ただしトランスジェンダーであることを公表した後の2017年のインタビューでは、2013年当時のレズビアンだという説明は不正確であったと述べている。