Nació en Oviedo el 14 de septiembre de 1926[2] en la casa de sus abuelos maternos, siendo la única hija del matrimonio formado por el general Francisco Franco y su esposa Carmen Polo. En su bautismo recibió los nombres de María del Carmen Ramona Felipa María de la Cruz. Dicho sacramento se le administró en la iglesia de San Juan el Real de Oviedo, la misma donde contrajeron matrimonio sus padres.
En su infancia y juventud fue conocida por varios sobrenombres, como Nenuca, Carmelilla, Carmencita, Cotota y Morita. Estudió el nivel elemental y el bachillerato, pero no cursó carrera universitaria.
El 12 de julio de 1979 fue rescatada junto a su madre y parte de su familia del incendio del Hotel Corona de Aragón de Zaragoza, donde se encontraban alojados para asistir a la graduación militar de su hijo Cristóbal, circunstancia que alentó las sospechas no confirmadas sobre un atentado terrorista, y en el que fallecieron 83 personas.[3][4]
Su esposo, Cristóbal Martínez-Bordiú, falleció el 4 de febrero de 1998 a los 75 años tras 48 años de matrimonio.
Residió en Madrid y ejercía como presidenta de la Fundación Nacional Francisco Franco. En noviembre de 2008 se publicó el libro Franco, mi padre, una especie de biografía de Francisco Franco escrita por los historiadores Jesús Palacios y Stanley G. Payne y apoyada en su propio testimonio.[5][6]
Como hija única de Franco se le asignó el DNI número 3, el más bajo en activo en España en el momento de su muerte (pues el rey emérito Juan Carlos I posee el número 10).
Falleció el 29 de diciembre de 2017 a los 91 años de edad en su domicilio de la calle Hermanos Bécquer, 8 (donde residía desde 1976 tras fallecer su padre un año antes) al padecer un cáncer de vejiga en fase terminal que le fue diagnosticado en septiembre de 2017 y del que no quiso recibir tratamiento.[9]
María del Carmen Martínez-Bordiú y Franco, Carmen (El Pardo, 26 de febrero de 1951). ii duquesa de Franco y grande de España. Se casó con (1) Alfonso de Borbón y Dampierre, duque de Cádiz, en Madrid el 8 de marzo de 1972 y se divorció en 1982, anulado en 1986, teniendo dos hijos. Se casó en segundas nupcias con (2) Jean-Marie François Rossi, antiquario y gallerista, oficial de la Orden Nacional de las Artes y las Letras, en Rueil-Malmaison el 11 de diciembre de 1984 y se divorció en 1994, con quien tuvo una hija. Posteriormente, contrajo un tercer matrimonio en Sevilla el 18 de junio de 2006 con (3) José Campos García y se divorció en 2013.
María Cynthia Francisca Matilda Rossi (Paris, 28 de abril de 1985). Casada en París el 18 de diciembre de 2015 con Benjamin Rouget. Con descendencia.
María de la O Martínez-Bordiú y Franco, Mariola (El Pardo, 19 de noviembre de 1952). Casada en El Pardo el 14 de marzo de 1975 con Rafael Ardid y Villoslada, nacido en 1 de febrero de 1947. Con descendencia:
Francisco de Borja Ardid y Martínez-Bordiú (Madrid, 20 de diciembre de 1975), casado en Ciudad Real el 23 de julio de 2005 con María Ruiz Vega. Sin descendencia.
Jaime Rafael Ardid y Martínez-Bordiú (Madrid, 28 de septiembre de 1976), casado el 17 de julio de 2004 con María del Carmen Panadero y Reyes. Con descendencia.
Beltrán Ardid y Panadero (2010).
Francisco Javier Ardid y Martínez-Bordiú (Madrid, 7 de abril de 1987).
Francisco Franco de Suelves (Madrid, 30 de noviembre de 1982).
Juan José Franco de Suelves (Madrid, 29 de septiembre de 1985).
Álvaro Franco y Guisasola (Madrid, 15 de agosto de 1994).
Miriam Franco y Guisasola (Madrid, 5 de febrero de 1996).
María del Mar Martínez-Bordiú y Franco, Merry (6 de julio de 1956); casada nel Pazo de Meirás el 3 de agosto de 1977 y se divorció en 1982 Joaquín José Giménez-Arnau Puente, Jimmy (14 de septiembre de 1943). Con descendencia. Casada en segundas nupcias en Nueva York el 4 de agosto de 1986 y se divorció en 1991 con Gregor Tamler. No tuvieron descendencia.
Leticia Giménez-Arnau y Martínez-Bordiú (25 de enero de 1979); casada el 8 de agosto de 2008 con Marcos Sagrera Palomo. Sin descendencia.
José Cristóbal Martínez-Bordiú y Franco, Cristóbal (El Pardo, 10 de febrero de 1958); casado civilmente en Nueva York el 23 de noviembre de 1984 y religiosamente en Madrid el 27 de octubre de 1990 y se divorció con María José Josefina Victoria Toledo y López, Jose (San José de Tirajana, 1963). Con descendencia.
Daniel Martínez-Bordiú y Toledo (Madrid, 11 de junio de 1990).
Diego Martínez-Bordiú y Toledo (Madrid, 4 de mayo de 1998).
María de Aránzazu Martínez-Bordiú y Franco, Arantxa (16 de septiembre de 1962). Casada nel Pazo de Meirás el 27 de julio de 1996 con Claudio Quiroga y Ferro. Sin descendencia.
Jaime Felipe Martínez-Bordiú y Franco, Jaime (8 de julio de 1964). Casado en Madrid el 24 de noviembre de 1995 y se divorció con Nuria March y Almela (julio de 1966). Con descendencia. Casado en segundas nupcias con Marta Fernández. Sin descendencia.
Jaime Martínez-Bordiú y March (Madrid, 13 de noviembre de 1999).