Carmen Dolores Cohen Sarmento Veres nasceu a 22 de abril de 1924 em Lisboa. Filha de José de Matos Sarmento e María del Pilar Manuela Cohen y Muñoz, frequentou o Liceu D. Filipa de Lencastre, e com 14 anos estreou-se na Rádio. Em 1943, António Lopes Ribeiro convida-a para protagonizar o filme "Amor de Perdição". Em 1944 ganha o prémio "Melhor Atriz de Cinema", pela interpretação em "Um Homem às Direitas". Estreia-se no teatro em setembro de 1945 na companhia "Os Comediantes de Lisboa" com a peça "Electra, a Mensageira dos Deuses", no Teatro da Trindade. Em 1951 transitou para o Teatro Nacional (Companhia Amélia Rey Colaço-Robles Monteiro) onde permaneceu durante oito anos. Passou pelo Teatro de Sempre, de Gino Saviotti, e pelo Teatro Nacional Popular. Em 1959 recebe o Prémio Lucinda Simões, para melhor intérprete feminino de teatro declamado, do SNI.
No início dos anos 60 fundou com Armando Cortez, Fernando Gusmão e Rogério Paulo, o Teatro Moderno de Lisboa. Em 1962 conquista o Prémio de Popularidade como atriz de teatro radiofónico. Ausente do país durante vários anos, regressou aos palcos portugueses em 1983 com a peça "Comédia à Moda Antiga", dirigida por Jorge Listopad, cujo trabalho lhe valeu o Prémio "Eles e Elas". Recebe o Prémio da Crítica com a peça "Virgínia", de Edna O'Brien produzida pelo Teatro Experimental de Cascais. Troféus de cinema das revistas "Nova Gente" e "Sete" pelo desempenho no filme "Balada da Praia dos Cães", Globo de Ouro, em 2004, de Melhor Atriz de Teatro. Em 2014, recebe a Medalha Municipal de Mérito, Grau Ouro, da Câmara Municipal de Lisboa. Em 2016, Prémio Carreira, nos Prémios Sophia da Academia Portuguesa das Artes e Ciências Cinematográficas.
Entrou em várias peças transmitidas pela RTP nos anos 60, como "A Bela Doroteia", "Frei Luís de Sousa", em séries como "Claxon", "Chuva de Maio", "Casa da Saudade", e telenovelas, como "Passerelle", "Banqueira do Povo", e "Lenda da Garça". No cinema a "Balada da Praia dos Cães", e a "Mulher do Próximo", entre outros.
Em 1999, fundou com os colegas de profissão Raul Solnado, Manuela Maria, Armando Cortez e Octávio Clérigo, a Casa do Artista, uma instituição de apoio social aos artistas portugueses e suas famílias. Publicou três livros de memórias, tendo colaborado igualmente em livros sobre o Teatro Moderno de Lisboa, e os Comediantes de Lisboa.
Agraciada pelo Estado Português como Cavaleiro da Ordem de Santiago de Espanha, em 1959, Grande Oficial da Ordem do Infante D. Henrique, em 2005, pelo Presidente da República Jorge Sampaio, e com a Grande Oficial da Ordem do Mérito, em 2018 pelo Presidente da República Marcelo Rebelo de Sousa, condecoração atribuída no Teatro da Trindade, em Lisboa, no final da estreia da peça "Carmen", um espetáculo de homenagem à atriz inspirado nas suas memórias com texto e encenação de Diogo Infante. Foi no Teatro da Trindade que Carmen Dolores se estreou, motivo pelo qual a sala principal do teatro tem, desde 2018, o nome da atriz.
Carmen Dolores morreu no dia 16 de fevereiro de 2021, com 96 anos, foi atriz e escritora, e durante 70 anos, disse poesia, fez teatro, folhetins e todo o tipo de programas.