Desirée Rancatore è riconosciuta a livello internazionale per il virtuosismo del canto basato su una solida tecnica. Nata a Palermo, ha studiato violino e pianoforte prima di intraprendere, a 16 anni, lo studio del canto con la madre Maria Argento. A Roma si è perfezionata con Margaret Baker Genovesi. A soli 19 anni ha debuttato come Barbarina ne Le nozze di Figaro al Festival di Salisburgo, e nel 1997 ha compiuto il debutto italiano inaugurando la stagione del Teatro Regio di Parma con L’Arlesiana di Cilea.
Tra le voci più interessanti della sua generazione, vanta una brillante carriera che l'ha vista protagonista in teatri quali la Scala di Milano, Salzburg Festival, Covent Garden di Londra, Wiener Staatsoper, Opéra National de Paris, Opernhaus di Zurigo, Teatro Real de Madrid, Accademia Nazionale di Santa Cecilia di Roma, nonché i Teatri di Firenze, Venezia, Parma, Genova, Torino, Bologna, Palermo e il Rossini Opera Festival di Pesaro, collaborando con direttori quali Fabio Biondi, Ottavio Dantone, Myung-Whun Chung, James Conlon, Charles Mackerras, Lorin Maazel e Riccardo Muti.
Fra le sue interpretazioni più celebri si segnalano Olympia ne Les contes d’Hoffmann (Parigi, Vienna, Londra, Zurigo, Madrid, Milano, Palermo, Roma, Toulouse, Torino, Parma, Macerata), Gilda nel Rigoletto(Melbourne, San Francisco, Las Palmas, Tokyo, Venezia, Città del Messico, Vienna, Verona, Parma, Pechino, Firenze e Zurigo), Lucia in Lucia di Lammermoor (Oviedo, Nagoya, Osaka, Tokyo, Zurigo, Wiesbaden, Bologna, Ferrara, Bergamo), Regina della Notte in Die Zauberflöte (Parigi, Roma), Konstanze ne Il ratto dal serraglio (Bari, Madrid, Palermo e Cagliari), Lakmé di Delibes (Palermo, Oviedo, Tokio), Adina ne L’elisir d’amore (Parigi, Kobe, Tokyo, Venezia), Elvira de I Puritani (Vienna, Savonlinna, Palermo e La Coruña), Contessa di Folleville ne Il viaggio a Reims (Bologna, Genova, Bruxelles), Amina ne La Sonnambula (Las Palmas), Sivene ne Le Cinesi di Gluck a Valencia, la Vedova allegra al Teatro Filarmonico di Verona ed ha debuttato il ruolo del titolo in Norma al Carlo Felice di Genova. Nel dicembre del 2004 canta il ruolo di Semele di L’Europa riconosciuta, di Salieri, per la riapertura del Teatro alla Scala di Milano, diretta da Riccardo Muti.