Красимира Стоянова е родена във Велико Търново. Завършва Средното музикално училище “Веселин Стоянов“ в Русе със специалност цигулка. Дипломира се в Академията за музикално, танцово и изобразително изкуство – Пловдив със специалности цигулка, пеене и музикална педагогика. Своя професионален дебют като оперна певица прави с ролята на Джилда в операта „Риголето“ от Верди през 1995 година в Софийската националната опера. През 1998 година е забелязана от директора на Виенската опера, Йохан Холендер, който я кани да стане солистка на операта. Тя дебютира на сцената на Виенската опера в ролята на Микаела в „Кармен“ на Бизе. Това отваря вратите за световна слава и позволява участието на Стоянова на сцени като Карнеги Хол, Метрополитън опера, Вашингтонската национална опера, Ковънт Гардън, Залцбургската опера, Лондонската кралска опера, Цюрихския оперен театър, Националната опера в Хелзинки, Националната опера в Берлин, Театро Колон в Буенос Айрес и други. През 2007 г. Красимира Стоянова е обявена за „Музикант на годината“ от предаването „Алегро виваче“ на Българското национално радио. На 6 октомври 2009 г. е удостоена със званието „камерзенгерин“ от австрийския министър на образованието, изкуствата и културата, което е най-високата титла в Австрия, присъждана на оперни певци. През 2014 г. Красимира Стоянова получава награда за принос към българската култура и изкуство „Златно перо“, а през 2021 г. е удостоена със званието „Почетен гражданин“ на Русе.