Narodila sa 19. augusta 1965 v Lisabone ako dcéra Antónia Vitorina d’Almeidu, popredného hudobného skladateľa a v súčasnosti patrí k najvýznamnejším portugalskýmherečkám. Presadila aj vo Francúzsku a Spojených štátoch amerických, keď hrala v známych amerických filmoch Henry and June a Pulp Fiction.
Detstvo prežila s rodinou vo Viedni, študovala v Paríži, kde dnes žije a v Lisabone, kam sa pravidelne vracia. Okrem hudobnej výchovy, učila sa hrať na klavíri, flaute a violončele, sa zaujíma o výtvarné umenie a filozofiu. Vo svojom prvom filme hrala ako pätnásťročná a dodnes hrala spolu vo viac ako 60 filmoch, ak do toho zarátame aj krátkometrážne filmy. Jej dlhometrážnym režijným debutom je film Capitães de Abril (Apríloví kapitáni) o revolúcii v roku 1974, ku ktorému napísala aj scenár a zahrala si v ňom postavu učiteľky a novinárky Antonie. Film sa v roku 2000 objavil aj na Fetsivale v Cannes.
V roku 2007 Medeiros rozbehla svoju hudobnú kariéru s albumom A Little More Blue, ktorý sa niesol v znamení brazílskej hudby. V 2010 jej vyšiel druhý štúdiový album Peninsulas&Continentes. Naposledy si zahrala vo filme Prázdniny pri mori v roku 2011, v súčasnosti sa venuje aj divadlu.