Natural de Castro Urdiales (Cantabria), Carmen Santamaría realiza sus estudios en el Centro Superior de Música del País Vasco (Musikene), Liszt Ferenc Zenemuveszeti Egyetem de Budapest y en la Escuela Superior de Música de Cataluña (ESMUC), especializándose en música de cámara y Lied. Durante su formación tiene un papel fundamental sus profesores Miguel Ituarte, András Kemenes, Márta Gulyás, Rita Wagner y Francisco Poyato.

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Ha recibido clases y consejos de Sergei Yerokhin, Almudena Cano, Wolfram Rieger, Hartmut Höll, Anne Le Bozec, Claudio Martínez-Mehner, Fabio Bidini, Zoltán Kocsis, Thomas Steinhöfel, Mats Zetterqvist, Celine Flamen, Mats Widlund, Burkhard Kehring, o Barnabas Kelemen, entre otros.

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Ha trabajado como pianista y docente en centros superiores como el Conservatorio Superior de Navarra, Conservatorio Superior de Castilla y León y en la Escola Superior de música de Catalunya. Su carrera concertística la lleva a actuar en escenarios de Europa y Latinoamérica, destacando la Schubertiada, Palacio de Festivales de Cantabria, Centro Botín, Festival Barcelona Obertura, Quincena musical de San Sebastián, Noches en los jardines del Real Alcázar, Teatro Helénico (Ciudad de México), Museo Romântico (Oporto), Crick Institut (Londres) o Varna Music Festival (Bulgaria), compartiendo escenario con Jone Martínez, Ferrán Albrich, Helena Ressurreição, Mireia Tarragó o Juan Laboreria, el Ensemble Instrumental de Cantabria (ENSEIC) o la Camerata ESAS (Red de mujeres artistas y creadoras). Ha colaborado en diversos proyectos de la artista visual Inés García (el largometraje Winterreise o la instalación sonora Seis canciones populares) y estrenado obras de los compositores Cristina Barceló, Esteban Sanz o Ana Fontecha.

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Su discografía comprende el albúm "Arturo Dúo Vital: una voz en blanco y negro" (2020), canciones de las compositoras Matilde Salvador, Alma Mahler, Lluïsa Casagemas y Maria Infiesta (2022) y el EP Dance of Change junto a la Camerata ESAS Classic (Oso polita, 2024), propuesta neoclásica que fusiona música clásica y electrónica.