Nicoletta Strambelli wuchs in einer gutbürgerlichen venezianischen Familie auf.
1966 erschien ihre erste Single Ragazzo triste („Sad Boy“), die italienische Version des Songs But You’re Mine von Sonny & Cher. Es folgte Qui e là und Se perdo te. Die Singles machten sie in der italienischen Beat-Szene bekannt. 1968 erschien ihr wohl bekanntester Hit La bambola, mit dem sie zu Weltruhm gelangte. Das Lied verkaufte sich bis heute über 40 Millionen mal. In den 1970er Jahren veröffentlicht sie eine Reihe von italienischen Coverversionen englischsprachiger Popsongs von Künstlern wie The Beatles, Neil Diamond oder Jacques Brel. 1979 erschien die Skandalsingle Pensiero Stupendo, die von einer Dreiecksbeziehung beziehungsweise von einem Flotten Dreier handelt. Das ursprünglich für das Album Miss Italia geplante Lied musste vom Album genommen werden.
In den 1980er verlässt sie Italien und tourt auf der ganzen Welt, unter anderem in den Vereinigten Staaten, wo sie eine zeitlang ihren Lebensmittelpunkt hat. In den 1990ern kommt es zu einem Comeback. Zunächst geriet sie kurz in die Schlagzeilen, als bei ihr Haschisch gefunden wurde. Ihre 1996er Tour war ausverkauft und die Single ...e dimmi che non vuoi morire entwickelte sich zum Bestseller. Das Livealbum Bye, bye Patty verkauft sich in Italien rund 300.000 mal. Wieder an der Spitze angekommen spielt sie bis heute in Italien ausverkaufte Tourneen und veröffentlicht neue Alben sowie weitere Tonträger. 2016 erhielt sie mit Cieli immensi den Kritikerpreis des Sanremo-Festival 2016.

Patty Pravo im Festival di San Remo 2016