Née au Venezuela, elle défendait les couleurs de l'Espagne. Elle compte 10 titres sur le circuit WTA dont Roland-Garros en 2016 à seulement 22 ans, devenant la deuxième Espagnole à gagner à Paris après Arantxa Sanchez Vicario . Elle remporte son deuxième Majeur en s'adjugeant Wimbledon en 2017, devenant également la deuxième Espagnole victorieuse sur le gazon londonien après Conchita Martinez . Après sa victoire en Paris, elle est devenue numéro 2 mondiale. Sept fois finaliste, notamment à Wimbledon en 2015 puis à l'Open d'Australie en 2020 (demi-finaliste à Roland Garros en 2018). Revenue au plus haut niveau, elle gagne le Masters en 2021, la première Espagnole victorieuse chez les femmes. Manuel Orantes en 1976 et Alex Corretja en 1998 l'ont réussi chez les hommes. Demi-finaliste du Masters en simple et finaliste en double (avec Carla Suarez Navarro) en 2015. Elle a remporté 5 titres en double (5 fois finaliste). Le 11 septembre, elle accède à la 1ère place mondiale, la 24eme joueuse de l'histoire à atteindre le sommet et la 2eme espagnole depuis Arantxa Sanchez Vicario en 1995. Elle restera n°1 mondiale jusqu'au 8 octobre 2017 soit au total 4 semaines. Elle a été élue championne du monde par la Fédération Internationale de Tennis en 2017.

Elle a pris sa retraite sportive en avril 2024 à 30 ans.