Hija de un diplomático y una restauradora, es la primogénita de cuatro hermanos, tres niñas y un niño. Vivió en Uruguay hasta los 12 años, cuando a causa de la profesión de su padre debió trasladarse a España, donde fue al colegio. Se casó con Rafael Ruiz de Cueto. De este matrimonio tuvo dos hijas, Sofía (1975) y Jimena (1978). El 1 de octubre de 1988 en la embajada de España en Viena, se casó en segundas nupcias con Mariano Rubio, gobernador del Banco de España entre 1984 y 1992.​ En 1985 adquirió la doble nacionalidad uruguaya y española. Presentó en 1988 el programa de Televisión Española Entre líneas. Comenzó su carrera literaria en 1980, escribiendo literatura infantil y juvenil, género que cultivó hasta 1987. En 1984, su libro El señor Viento Norte ganó el Premio Nacional de Literatura a la mejor edición.​ Su primer trabajo más allá de la literatura infantil fue Escena improbable, en colaboración con . Escribió guiones de cine y televisión y publicó dos ensayos satíricos: Yuppies, jet set, la movida y otras especies y, un año más tarde, El síndrome de Rebeca: guía para conjurar fantasmas. Desde ese momento iría alternando cuento y novela. En 1991 publicó el ensayo ¡Quién te ha visto y quién te ve! y en 1995 la novela Cinco moscas azules. En 1997 escribió la colección de cuentos Nada es lo que parece. Al año siguiente obtuvo el Premio Planeta con Pequeñas infamias.​ En 1999, las muertes de su padre y de su marido con dos meses de diferencia supusieron un duro golpe personal para la escritora.​ En el año 2001 publicó La Bella Otero, que pronto se llevó al cine. En el 2002, la revista Newsweek destacó a Posadas como una de las autoras latinoamericanas más relevantes de su generación. Ese mismo año publicó un recopilatorio de artículos, La hernia de Viriato: Recetario para hipocondríacos, escrito en colaboración con su hija Sofía. En el año 2003 apareció El buen sirviente y en el 2004 A la sombra de Lilith, en colaboración con . En febrero de 2007 la editorial Adharauna publicó una biografía autorizada sobre la autora: Carmen Posadas. Una historia por contar, en la que se recogen todos los años de su vida hasta ese momento. Fue escrita por el periodista , profesor de la Universidad Europea de Madrid, en la que Carmen Posadas es miembro del Consejo Asesor Universitario. Fue la primera vez que la escritora se convirtió en protagonista de las páginas de un libro. En la obra cuenta detalles sobre su vida que hasta entonces eran desconocidos. Juego de niños (Planeta, 2006), Literatura, adulterio y una tarjeta Visa Platino (Planeta, 2007), Hoy caviar, mañana sardinas (RBA, 2008, en colaboración con su hermano ), La cinta roja (Espasa, 2008), El testigo invisible (2013), Medea (2014), La hija de Cayetana (2016), La maestra de títeres (2018) y La leyenda de la Peregrina (2020) son sus últimas novelas. Otros galardones que ha recibido son el premio Apeles Mestres de Literatura Infantil (2004)​ y el Premio de Cultura que otorga la Comunidad de Madrid (de 2007, otorgado en 2008).​ Su obra está traducida a más de 30 idiomas.