Nasceu em Governador Valadares (MG) e aos 9 anos mudou-se para o Rio de Janeiro com a família, para se tornar a mais importante cantora da Jovem Guarda.

Já aos 10 anos ganhava concursos em rádios e lançou em 1962 o primeiro compacto. No ano seguinte sai o primeiro LP, "Wanderléa", pela CBS.

Na gravadora conhece Roberto e Erasmo Carlos, com quem passa a apresentar em 1965 o programa Jovem Guarda pela TV Record de São Paulo. Transmitido nas tarde de domingo, o programa teve uma das maiores audiências da época e lançou diversos artistas. Wanderléa e Celly Campelo foram as primeiras estrelas do rock brasileiro.

Participou de filmes ao lado de Roberto Carlos e, depois de terminada a Jovem Guarda, continuou a carreira como cantora pop.

Atualmente se apresenta cantando seus maiores sucessos, como "Pare o Casamento" (versão de Luís Keller), "Ternura" (Rossini Pinto) e "Prova de Fogo" (Erasmo Carlos).