Começou a atuar ainda jovem. Aos 18 anos, estreou no cinema, no filme Amada Amante, dirigido por Cláudio Cunha, com quem se casaria. Mais tarde participou de outros dramas eróticos dirigidos pelo marido: Sábado Alucinante, O Gosto do Pecado e Profissão: Mulher.
Na TV, seu primeiro papel de destaque foi na telenovela Cabocla (1979), de Benedito Ruy Barbosa. Fez ainda outras novelas marcantes, como Coração Alado (1980), Paraíso (1982) e Tieta (1989), onde interpretou a sensual e destemida Bebê.
Após participar de outro drama erótico, dirigido por Jean Garret, intitulado A Mulher que Inventou o Amor (1979), participou de As Sete Vampiras, misto de terror e comédia, dirigido por Ivan Cardoso.
Simone Carvalho foi duas vezes capa da revista Playboy: edição 64 (novembro de 1980) e edição 105 (abril de 1984).
Em junho de 1997, Simone se converteu à igreja da Comunidade Cristã da Barra da Tijuca, no Rio de Janeiro.
Fez vários pequenos seminários, e é hoje diplomada Bacharel em teologia na "Academia Teológica da Graça de Deus", dirigida por R. R. Soares. Também se ordenou pastora da Comunidade Vida Cristã, no mesmo bairro. Costuma dizer que "deixou de ser famosa para pregar o Famoso".

Filhos: Jeanine Martins, Cláudio Cunha
Irmãs: Suzane Carvalho
Pais: Lia Farrel, Newton Carvalho
Ex-Marido: Cláudio Cunha