Cucha Carvalheiro nasceu em Lisboa a 4 de junho de 1948. Licenciada em Filosofia pela Faculdade de Letras da Universidade de Lisboa, é atriz profissional desde 1979.

Foi diretora do Teatro da Trindade entre setembro de 2009 e fevereiro de 2013.

No teatro, Cucha Carvalheiro fez parte do elenco do Teatro do Mundo, do Teatro do Século, do Teatro da Comuna, da Companhia Teatral do Chiado e da Escola de Mulheres.

No cinema, participou como atriz em filmes como Silvestre, Balada da Praia dos Cães (1987), Os Cornos de Cronos (1991), Cinco Dias, Cinco Noites e O Fascínio. Cucha Carvalheiro participou ainda na dobragem de vários filmes como Pinóquio 3000.

Lecionou aulas de Interpretação na Escola Superior de Teatro e Cinema.