Η σταδιοδρομία της ξεκίνησε το 1979 όταν έγινε μέλος στηνΟπισθοδρομική Κομπανία, μια μπάντα φοιτητών που έπαιζαν ρεμπέτικακαι λαϊκά, ερασιτεχνικά, σε διάφορα κέντρα της Αθήνας. Συνεργάστηκε με πολλούς και σημαντικούς συνθέτες όπως ο Νίκος Μαμαγκάκης, ο Σταμάτης Σπανουδάκης, ο Διονύσης Σαββόπουλος, ο Βαγγέλης Γερμανός, ο Νίκος Ξυδάκης, ο Νίκος Πορτοκάλογλου κ.ά. Έχει εμφανιστεί με μεγάλη επιτυχία σε διεθνή φεστιβάλ του εξωτερικού και έχει περιοδεύσει σε πολλές χώρες όπως η Ισπανία, το Μεξικό, η Αγγλία, η Γερμανία αλλά και η Αυστραλία.

Το καλοκαίρι του 1995 δίνει συναυλίες σε Ελλάδα και Κύπρο, μαζί με τους Αρμένιους Ara Dinkjian και Arto Tuncboyaciyan, με τον Αλκίνοο Ιωαννίδη και με τον Γιάννη Κότσιρα. Την ίδια χρονιά κυκλοφορεί και το CD-singleΖωντανά στους Βράχους-Καλοκαίρι ’95, στο οποίο συμμετέχουν οι Αρμένιοι Ara Dinkjian και Arto Tuncboyaciyan.

Το Νοέμβριο του 1997 φιλοξενείται στο εξώφυλλο του αγγλικού περιοδικού Folk Roots, του πλέον γνωστού περιοδικού για την παγκόσμια ethnic και folk μουσική σκηνή, ενώ στη θεματολογία του περιοδικού συμπεριλαμβάνεται τετρασέλιδο άρθρο για την Ελληνίδα ερμηνεύτρια.

Το 1998, είναι μία πάρα πολύ σημαντική χρονιά για την διεθνή πορεία της Ελευθερίας Αρβανιτάκη. Είναι η χρονιά που εμφανίζεται σε 3 διοργανώσεις του Festival WOMAD , του μεγαλύτερου ethnic festival στον κόσμο, που εμπνεύστηκε ο Peter Gabriel στο Redding της Αγγλίας τον Ιούλιο, στη Λισσαβόνα στην Πορτογαλία, τον Σεπτέμβριο και στο Las Palmas των Καναρίων Νήσων τον Νοέμβριο. Στη διεθνή της παρουσία συγκαταλέγονται και οι εμφανίσεις της στο διεθνές φεστιβάλ της Ιερουσαλήμ τον Μάιο, αλλά και στο ethnic festival SFINKS στο Βέλγιο. Τέλος, τον Δεκέμβριο της ίδιας χρονιάς δίνει 2 συναυλίες στο θέατρο Queen Elisabeth Hall, στο Λονδίνο.

To 1999 Η Ελευθερία Αρβανιτάκη είναι η πρώτη Ελληνίδα ερμηνεύτρια που προτείνει στο διεθνές κοινό η εταιρεία Jazz VERVE, η οποία έχει στον κατάλογό της τις ηχογραφήσεις σημαντικών ethnic και jazz καλλιτεχνών ανά τον κόσμο.

Στις 3 Ιουνίου του 2004 συμμετέχει στην παράσταση «Ωρίων» του μεγάλου Αμερικανού συνθέτη Philip Glass στο Ωδείο Ηρώδου του Αττικού.

Στις 29 Αυγούστου του 2004, συμμετείχε στην λήξη των Ολυμπιακών Αγώνων, στην Αθήνα

Τα Χριστούγεννα του 2006, συμμετέχει σε μία «συναυλία» σε Καθεδρικό Ναό στην Ισλανδία που επιλέχθηκαν οι πέντε καλύτερες τραγουδίστριες της Ευρώπης.

Στις 10 και 11 Δεκεμβρίου του 2010 δίνει δύο συναυλίες στο Μέγαρο Μουσικής Αθηνών, για τους φιλανθρωπικούς σκοπούς του Ιδρύματος Δράσης, κατά του Καρκίνου του Μαστού.

Τον Σεπτέμβριο του 2010 ταξίδεψε στην ακτή Ελεφαντοστού ως Πρέσβειρα της ελληνικής εκστρατείας με σκοπό να βοηθήσει στην εξάλειψη του νεογνικού τετάνου.

Στις 29 Μαΐου 2011 η Ένωση Ιονίων Νήσων Ελλάδας τιμά την Ελευθερία Αρβανιτάκη με Βραβείο και έκδοση προσωπικού γραμματοσήμου στο Μέγαρο Παλαιάς Βουλής, στην Αθήνα.

Στις 25 Σεπτεμβρίου 2013, το Ωδείο Ηρώδου του Αττικού, φιλοξενεί τη φιλανθρωπική συναυλία της Ένωσης «Μαζί για το Παιδί» και Η Ελευθερία Αρβανιτάκη, με την χαρακτηριστική φωνή της, χάρισε στο αθηναϊκό κοινό μια μοναδική εμπειρία, μέσα από μουσικές διαδρομές που σημάδεψαν τον ελληνικό κινηματογράφο.

Την 1η Φεβρουαρίου του 2014 εμφανίστηκε στην σκηνή του ιστορικού και διεθνούς φήμης CarnegieHall, στην Νέα Υόρκη, χωρητικότητας 2.804 θέσεων. Η διεθνής ερμηνεύτρια παρουσίασε τα πιο γνωστά και επιτυχημένα τραγούδια της συνοδευόμενη από τον Αρμενικής καταγωγής σολίστ και συνθέτη Ara Dinkjian. Οι New York Times αναφέρουν πώς η Ελευθερία Αρβανιτάκη «Είναι μια σοπράνο που συνδυάζει την γλυκύτητα με τη θέρμη, την καθαρότητα και την ευαισθησία με μια αίσθηση θλίψης και μελαγχολίας».