Nascida no bairro carioca do Vaz Lobo, mas sua família logo mudou-se para o Méier. Com sete anos começou a cursar balé mas depois optou por cursar jornalismo na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), a fim de ser crítica de dança. Até então nunca havia pensado em trabalhar na televisão.
Em 1983, começou a trabalhar no jornal O Globo como repórter de um caderno regional. Teve um começo bastante incomum, a julgar por ter sido contratada para substituir uma repórter que havia quebrado o pé.
Em fevereiro de 1987 entrou para a Rede Globo de televisão após ser aprovada em um curso de telejornalismo da emissora. Meses depois passou também a apresentar o extinto RJTV 3ª edição.
Em maio de 1989, assumiu a apresentação do Jornal da Globo ao lado de Eliakim Araújo e em julho de 1989, passou a apresentar o JG em dupla com William Bonner, seu marido a partir de 1990.
Em 1993, começou a apresentar a revista eletrônica Fantástico ao lado de Celso Freitas e Sandra Annenberg.
Em 1º de abril de 1996 assumiu a apresentação e edição do Jornal Hoje, voltando ao Fantástico em 1997, formando dupla com Pedro Bial.
Em 21 de outubro de 1997, deu à luz os trigêmeos Vinícius, Laura e Beatriz, e pouco tempo depois (30 de março de 1998) se tornou âncora do Jornal Nacional, o principal telejornal da emissora ao lado do marido William Bonner, cargo que ocupou até 05 de dezembro de 2011. Neste cargo, destacou-se entre outras coisas por ser a enviada especial da Rede Globo para a Copa do Mundo de Futebol (quatro no total).
Fátima Bernardes também é recordista do prêmio cedido pelo programa Domingão do Faustão "Os melhores do ano" garantindo quatro estatuetas no decorrer dos anos de 2004 a 2007.
Em 1º de dezembro de 2011, a Rede Globo anunciou em uma coletiva de imprensa mudanças na apresentação do Jornal Nacional. Após quase 14 anos, Fátima Bernardes deixou a bancada do telejornal em 05 de dezembro de 2011 para, segundo palavras dela, realizar um novo sonho: fazer um programa que já tem seu formato definido e que entrará na grade da Rede Globo em 2012. Quem entrou no JN para dividir a apresentação com William Bonner foi Patrícia Poeta que estava há cinco anos no Fantástico.

Televisão
1987-1989: RJTV
1989-1992: Jornal da Globo
1994-1996 e 1997: Fantástico
1996-1997: Jornal Hoje
1998- 2011: Jornal Nacional
2012-2022: Encontro com Fátima Bernardes