Carmen nasceu na cidade de Lages, região serrana do estado brasileiro de Santa Catarina, em 6 de outubro de 1962. Graduou-se em Enfermagem e Obstetrícia pela Faculdade Alto Uruguai Catarinense. Especializou-se em Administração Hospitalar pela Faculdade São Camilo (SP); Saúde Pública pela UNAEP (SP); e Recursos Humanos pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Em 2012, Carmen Zanotto conclui a formação em Políticas para Primeira Infância, na Universidade de Harvard (USA).
Em 1986, Carmen Zanotto assume a diretoria de Enfermagem do Hospital Nossa Senhora dos Prazeres, em Lages (SC). Em 1992, torna-se Diretora Administrativa do Hospital Geral e Maternidade Tereza Ramos. Em 1993, assume o cargo de Secretária Municipal de Saúde de Lages (SC). Em 2003, é convidada a assumir o cargo de Secretária-Adjunta de Estado de Saúde de Santa Catarina, assumindo da função de Secretária de Estado de Saúde de Santa Catarina posteriormente.
Em 1991, Carmen Zanotto filia-se ao Partido Democrático Trabalhista (PDT), tendo sido eleita, em 2000, vereadora do município de Lages para o mandato de 2001 a 2004. Em 2006, filia-se ao Partido Popular Socialista (PPS), sigla em que permanece até hoje.
Em 2010, Carmen é eleita suplente de deputada federal, assumindo o mandato na Câmara dos Deputados em 2 de março de 2011. Nas eleições de 5 de outubro de 2014, ultrapassa a votação necessária para ser eleita deputada federal e torna-se titular, assumindo o cargo em 1 de fevereiro de 2015, com mandato até 2018.