Norma Fantini begann ihre Karriere in Spoleto mit Partien wie Elisabetta (»Don Carlo«) und Jessie (»Aufstieg und Fall der Stadt Mahagonny«). Zum umfangreichen Repertoire der Sopranistin gehören u.a. Maria (»Simon Boccanegra«), Amelia (»Un ballo in maschera), Desdemona (»Otello«), Leonora (»La forza del destino«), Leonora (»Il trovatore«), Elisabetta (»Don Carlo«), Angelica (»Suor Angelica«), Marguerite (»La damnation de Faust«), Margherita und Elena (»Mefistofele«), Donna Anna (»Don Giovanni«) und Maddalena (»Andrea Chénier«). Sie tritt regelmäßig an allen bedeutenden Opernhäusern auf, u. a. der Metropolitan Opera, am New National Theatre Tokyo, am Royal Opera House Covent Garden, am Théâtre de la Monnaie, am Gran Teatre de Liceu in Barcelona, der Staatsoper Hamburg, der Staatsoper Berlin, der Bayerischen Staatsoper, der Semperoper Dresden, der Wiener Staatsoper sowie an der Oper Zürich und hat mit Dirigenten wie Daniel Barenboim, Lorin Maazel, Zubin Mehta, Antonio Pappano, Fabio Luisi, Nello Santi und Pinchas Steinberg zusammengearbeitet. Zuletzt sang sie unter anderem an der Wiener Staatsoper (»Andrea Chénier«), der Staatsoper Hamburg (»Manon Lescaut«), am Teatro Regio Turin (»Norma«), an der Sydney Opera (»Aida«) sowie am Liceu Barcelona (»La forza del destino«). 2012/13 singt sie neben der Manon an der Semperoper Dresden an der Wiener Staatsoper die Titelpartie in »Tosca« sowie in Hamburg die Titelpartien in »Manon Lescaut« und »Tosca«.