Filha dos portugueses Antônio de Carvalho, ex cantor de rádio, e de uma ex rádio-atriz de nome Zulmira, Olivinha Carvalho foi uma das mais famosas cantoras de canções portuguesas em atividade no Brasil entre as décadas de 40 e 60. Começou a carreira aos cinco anos, apresentando-se na Rádio Cajuti, no Rio de Janeiro, no programa "Heraldo Português". Com seis anos foi para São Paulo, contratada para se apresentar no Teatro Boa Vista e na Rádio Cosmos. Gravou o primeiro disco aos nove anos, à convite do compositor João de Barro, para a gravadora Colúmbia, com o vira "Folhas ao vento" e o fado "Evocação" (ambos de Antônio Russo e Américo Morais). Em 1940 foi contratada para a companhia de Walter Pinto. Em 1944 estreou no cinema com o filme "Pif-Paf", participando a seguir dos filmes "Esta é fina" (1947), "Fogo na canjica" (1947) e "Eu quero é movimento" (1949), todos dirigidos pelo cineasta Luís de Barros. Em 1951, à convite de Victor Costa, foi contratada pela Rádio Nacional, ali permanecendo durante 20 anos. Durante a década de 60 apresentou programa de Tv semanal.