Bis zum Beginn ihrer Triathlonkarriere hat sie sich im Basketball versucht und in den üblichen Schulsportarten. Danach aber konzentrierte sie sich ausschließlich dem Triathlon, und wie sich zeigte, sehr erfolgreich. 2002 und 2003 holte sie bei den Weltmeisterschaften über die Kurzdistanz jeweils die Silbermedaille bei den U23 und probierte sich ein Jahr später zum ersten Mal auf der Langdistanz. In Nizza reichte es 2004 gleich zum ersten Sieg, 2005 bestätigte sie das mit dem zweiten Rang bei der ITU-WM über die Langdistanz. Ihren größten Erfolge feierte Carfrae mit dem Gewinn der Ironman 70.3-Weltmeisterschaft 2007 und den drei Weltmeisterschaften auf Hawaii 2010, 2013 und 2014.
Nach einer Babypause im Jahr 2017 stand sie 2018 erneut beim Ironman Hawaii an der Startlinie und wurde dort Fünfte. Ihr letzter Auftritt in Kona war im Jahr 2019, der allerdings mit einem DNF endete. Nach der Corona-Pause und der Geburt des zweiten Kindes versuchte Carfrae nochmals ein Comeback mit einigen Mitteldistanzrennen. Im März 2023 erfolgte dann der offizielle Rücktritt vom Profisport.
Mirinda Carfrae ist seit dem Jahr 2013 mit dem US-Amerikaner Tim O´Donnell verheiratet. Dem Triathlon-Publikum ist „Rinnie“ erhalten geblieben. Regelmäßig ist sie als Expertin bei den Ironman-Liveübertragungen am Mikrofon.
