Carmen Stănescu s-a născut la 29 iulie 1925, în Bucureşti. A absolvit Conservatorul Regal de Muzică şi Artă Dramatică, promoţia 1948, clasa profesor Marioara Voiculescu. În adolescenţă a practicat mai multe sporturi, între care şi tirul, făcând parte timp de cinci ani din echipa naţională.
A debutat în teatru în anul 1945 cu rolul Ecaterina Ivanovna în piesa ''Fraţii Karamazov'', după Fiodor Mihailovici Dostoievski, jucată la Teatrul ''Constantin Nottara'' (examen condus de profesoara Marioara Voiculescu).
Tot în 1945 începe să joace şi pe scena Teatrului Naţional ''I. L. Caragiale'' din Bucureşti. Aici interpretează, de-a lungul anilor, peste 30 de roluri, între care: Ileana Cosânzeana în ''Înşir'te mărgărite" de Victor Eftimiu (regia Ion Iliescu, 1945); Gina în ''Mitică Popescu" (autor şi regie Camil Petrescu, 1945); Agafia Tihonovna în ''Căsătoria" de N. V. Gogol (regia Victor Bumbeşti, 1948); Miţa Baston în ''D' ale carnavalului" de I. L. Caragiale (regia Sică Alexandrescu, 1951); Dona Angela în ''Doamna nevăzută" de Calderon de la Barca (regia Miron Nicolescu, 1955); Ana în ''Omul cu mârţoaga" de George Ciprian (regia Alexandru Finţi, 1956); Dona Uracca în ''Cidul" de Pierre Corneille (regia Mihai Berechet, 1959); Felice în ''Bădăranii" de Carlo Goldoni (1959); Zoe în ''O scrisoare pierdută" de I. L. Caragiale (1962); Toinette în ''Bolnavul închipuit" de J.B.P. Moliere (regia Sică Alexandrescu, 1962); Tofana în ''Patima roşie" de Mihail Sorbul (regia Cornel Todea, 1965); Dorina în ''Tartuffe" de J.B.P. Moliere (regia Ion Finteşteanu, 1967); Nina în ''Al patrulea anotimp" de Horia Lovinescu (regia Mihai Berechet, 1969); Prinţesa Kosmonopolis în ''Dulcea pasăre a tinereţii" de Tennessee Williams (regia Mihai Berechet, 1972); Doamna Clandon în ''Nu se ştie niciodată" de G.B. Shaw (regia Constantin Russu, 1985); Amanda în ''Menajeria de sticlă" de T. Williams (regia Mihai Manolescu, 1992); Yvonne de Bray în ''Părinţii teribili" de Jean Cocteau (regia Andreea Vulpe, 1993); Mătuşa Augusta în ''Călătorii cu mătuşa mea" de Graham Greene (regia Petre Bokor, 1998); Atueva în ''Nunta lui Krecinski" de Aleksandr Vasilievici Suhovo Kobilin (regia Felix Alexa, 2000); Alienor de Aquitania în ''Leul în iarnă" de James Goldman (regia Petre Bokor, 2001); Ardele în ''Egoistul" de Jean Anouilh (regia Radu Beligan, 2004).
La Nottara a mai jucat în piesa ''Bună seara, domnule Wilde" după Oscar Wilde (regia Alexandru Bocăneţ, 1971), iar la Teatrul Municipal în piesa ''Iubire pentru iubire" de William Congreve (regia Emil Mandric, 1970).
De-a lungul carierei a jucat alături de mari actori, precum Silvia Dumitrescu Timică, Sonia Cluceru, Costache Antoniu, Alexandru Giugaru, Alexandru Finţi, George Calboreanu, Emil Botta, Grigore Vasiliu-Birlic şi mulţi alţii.