A mineira Cynthia Falabella nasceu em Belo Horizonte, filha da cantora lírica Maria Olympia e do ator, dramaturgo e publicitário Rogério Falabella. Chegou a cursar direito, mas desistiu e foi fazer publicidade, atividade que desenvolve em Belo Horizonte paralelamente à carreira de atriz, que inclui teatro, cinema e televisão.
No cinema, Cynthia atuou em diversos curtas-metragens – A Hora Vagabunda (de Rafael Conde), O Quintal dos Guerrilheiros (João Massorolo), Os Filmes que Não Fiz (de Gilberto Scarpa) são alguns deles – e nos longas Os 12 Trabalhos (de Ricardo Elias), Batismo de Sangue (de Helvécio Ratton), 5 Frações de uma Quase História (episódio dirigido por Guilherme Fiúza e pelo qual recebeu o Crystal Lens no Miami Brazilian Film Festival), Essa Maldita Vontade de Ser Pássaro e Divórcio.
Seus trabalhos na TV incluem as novelas América, O Clone (quando substituiu a irmã Débora Falabella afastada por razões de saúde), Aquele Beijo – todas da Rede Globo –, Corações Feridos (SBT), a série da HBO (fdp) e a minissérie de suspense portuguesa Tempo Final.
No teatro, representou personagens dramáticos – e, também, cômicos. Atuou em O Tempo e Os Conways, O Jeca Voador – Um Causo Modernista, Toalete, Toc Toc, Academia do Coração, Bull, Minha Mulher Se Chama Maurício e Loucas por Eles, texto do diretor e roteirista argentino Marcos Carnevale com tradução de Walcyr Carrasco. Em 2008, as irmãs Cynthia e Débora dividiram o palco pela primeira vez em A Serpente, último texto do dramaturgo Nelson Rodrigues.
Como diretora, Cynthia assina, ao lado da irmã Débora, os espetáculos infantis A Minicostureira e O Rei e a Coroa Enfeitiçada, este com texto de seu pai, Rogério Falabella. E ainda dirigiu A História do Cachorro, uma adaptação da obra de Edward Albee, e o infantil Princesa Falalinda, Sem Papas na Língua.