Сильви Вартан родилась 15 августа 1944 года в болгарском городе Искрец в семье атташе при французском посольстве.

Когда Сильви исполнилось 8 лет, она вместе с родителями и братом эмигрировала во Францию. Несмотря на тяготы первых лет жизни в Париже и далекий от совершенства французский язык, Сильви сумела поступить сначала в лицей Виктора Гюго, а позже - в престижное заведение для девочек «Лицей Элен Буше».

Старший брат Эдди стал профессиональным трубачом и артдиректором лейбла RCA, он и поспособствовал певческому дебюту Сильви, попросив ее заменить партнершу Фрэнки Джордана и записать с ним дуэт, весной 1961 года выпущенный синглом.

Уже летом Сильви стала обладательницей соло-контракта с RCA и отправилась на гастроли с Жильбером Беко; в конце года вышел ее первый собственный сингл.

В первой половине 60-х она много гастролировала, записывала сорокопятки и снималась в небольших ролях в кино.

В 1965 году в США, Аргентине, Германии и Японии был издан англоязычный альбом "A gift wrapped from Paris".

В апреле 1965 года Сильви вышла замуж за рок-звезду Джонни Халлидэя, через полтора года подарив ему сына Давида, и сразу включилась в рабочий процесс, отправившись на гастроли в Турцию.

В конце десятилетия ее песни покорили и хит-парады сопредельных стран, Испании и Италии, она успешно гастролировала в Южной Америке и Африке, периодически выступая с большими концертами в парижской «Олимпии».

В феврале 1970 года Вартан и Халлидэй попали в серьезную автомобильную аварию – вторую для нее за два года, певице с трудом удалось выкарабкаться, потребовалось делать пластическую операцию – так сильно пострадало ее лицо.

Лишь много месяцев спустя она вернулась к концертной деятельности.

Первый дуэт с Джонни Халлидэем «J’ai un problème» был записан в 1973 году на разных языках и очень скоро получил статус «золотого».

В последующие несколько лет Вартан записывала пластинки для японского, американского и европейского рынков, снималась для телевидения, в том числе в Италии и рискнула выступить с концертами во Дворце Конгрессов в Париже - площадке, намного превышающей размерами ее любимую «Олимпию». В 80-е певица много времени проводила в Америке, откуда был родом ее второй муж, продюсер Тони Скотти, выступала в Лас-Вегасе со знаменитым танцором Джином Келли.

Исполнительская карьера шла на убыль, контракт с RCA был расторгнут после 25-летнего сотрудничества.

Лишь в конце десятилетия композиция Вартан вновь оказалась в хит-парадах - это было переиздание «Quand tu es là» 1965 года, заново аранжированное Этьеном Дахо, позже певица приняла участие в его проекте «Urgences».

В октябре 1990 года Сильви Вартан выступила с первым концертом на родине, в Софии.

Она продолжает записывать пластинки, в том числе с песнями для детей, гастролировать и сниматься в кино.