Actrice brésilienne, Léa Garcia débute à la scène. Elle intègre en 1952 le Teatro Experimental do Negro, fondé par Abdias do Nascimento, et dont la troupe ne comprend que des comédiens noirs issus des quartiers défavorisés. C’est là qu’elle interprète Mira dans la pièce Orfeu da Conceição de Vinícius de Moraes, transposition du mythe d’Orphée dans les favelas.
Et lorsque le réalisateur français Marcel Camus en fait une adaptation cinématographique avec Orfeu Negro (1959), il l’intègre au casting, pour le rôle fantaisiste de la cousine Serafina. Le film obtient la Palme d’or à Cannes, ce qui a des retombées positives sur la carrière de Léa Garcia qui va se partager entre le cinéma, le théâtre et la télévision.
Au grand écran, elle retrouve Camus pour Os Bandeirantes (1960) qui a un succès moindre. Elle est ensuite dirigée par Carlos Diegues (Ganga Zumba, 1963) et des cinéastes moins connus comme Robert Mazoyer (O Santo Módico, 1964), Antunes Filho (Compasso de espera, 1969) et Vera de Figueiredo (Féminin pluriel, 1976). On la retrouve chez Carlos Diegues avec Quilombo (1984), en compétition à Cannes.
Le réalisateur fait encore appel à elle pour un remake d’Orfeu Negro intitulé Orfeu (1999), ainsi que pour O maior amor do mundo (2006). La comédienne tourne toujours dans les années 2010, et tient le rôle principal de Um dia com Jerusa (2020) de Viviane Ferreira. Léa Garcia est décédée le 15 août 2023 à l’âge de 90 ans.