Manuela Carneiro da Cunha a fait des études de mathématiques à la faculté des sciences de Paris, avant de s'orienter vers l'anthropologie dans le séminaire de Claude Lévi-Strauss. Rentrée au Brésil, elle a été successivement professeur d'anthropologie à l'université de Campinas et à l'université de São Paulo. En 1994, elle est nommée professeur à l'université de Chicago, où elle enseigne jusqu'en 2009. Ses travaux portent sur l'ethnologie amazonienne, sur l'identité ethnique, sur l'histoire des Indiens et des lois de l'État brésilien envers les populations indiennes ; enfin, sur les savoirs traditionnels et sur les droits intellectuels qui leur sont associés. Depuis 1978, elle a pris une part active dans la défense des droits des populations traditionnelles. Elle dirige depuis 2008 un programme sur les effets des politiques de patrimoine sur les savoirs autochtones au Centre Brésilien de Recherches – CEBRAP – développé avec le soutien de la Fondation Ford.

Manuela Carneiro da Cunha est membre de l'Académie brésilienne des sciences et de la Third World Academy of Science. Elle a reçu le prix de la Francophonie de l'Académie française.