Cornelia Grünberg wurde am 23. Dezember 1959 in Berlin geboren. Von 1987 bis 1994 studierte sie Regie und Drehbuch an der Deutschen Film und Fernsehakademie Berlin (dffb). Ihr abendfüllender Abschlussfilm "Paul IV" (1995), eine Jugendgeschichte nach dem Roman "Paul Vier und die Schröders" von Andreas Steinhöfel, wurde beim Kinderfilmfestival Goldener Spatz in Gera uraufgeführt und mit dem Spezialpreis der Jury und dem Preis des MDR-Rundfunkrates ausgezeichnet.

1999 lief ihr Kinder-Abenteuerfilm "Zwei in einem Boot" im Kinderfilm-Wettbewerb der Berlinale; beim Festival des osteuropäischen Films in Cottbus erhielt der Film den 1. Preis der Jury. Im gleichen Jahr feierte Grünbergs 20-minütiger Jugendfilm "First Kiss" (1999) beim Festival Goldener Spatz Premiere.

Von 2001 bis 2014 war Cornelia Grünberg Dozentin für Camera Acting und Filmgeschichte an der Filmschauspielschule Berlin. Parallel dazu führte sie bei Episoden des TV-Mehrteilers "Unsere Zehn Gebote" (2005) und der Serie "KI.KA-Krimi.de" (2007) Regie.

2008 begann Grünberg das Projekt "14-18-28", eine dreiteilige Langzeitdokumentation über vier Mädchen, die mit 14 Jahren ungeplant schwanger wurden und sich für die Kinder entschieden. Der erste, 2008 gedrehte Film "Vierzehn – Erwachsen in 9 Monaten", der die Teenager bis zur Geburt ihrer Babys begleitete, feierte auf der Berlinale 2012 im Wettbewerb Generation 14plus Premiere. 

Der zweite, 2012 gedrehte Film "Achtzehn – Wagnis Leben" startete im Oktober 2014 in den Kinos. Beim Festival Ökofilmtour 2015 in Postdam erhielt Grünberg den Preis für die Beste Künstlerische Leistung, vom Bundesverband Regie wurde sie für den Regiepreis Metropolis nominiert.

2023 fanden die Dreharbeiten zum dritten Teil der Trilogie statt: "Achtundzwanzig - Der Weg entsteht im Gehen" zeigt die Mütter als erwachsene Frauen, deren Kinder inzwischen 14 Jahre alt sind – so alt, wie ihre Mütter bei ihrer Geburt. Der Kinostart erfolgte im Oktober 2025. Parallel zur Kinoauswertung wurde der Film beim 25. Filmfest FrauenWelten in Berlin und bei beim Münchner Festival Let's DOK 2025 gezeigt.

Cornelia Grünberg war von 2018 bis 2024 im Vorstand des Bundesverbandes Regie (BvR) und gehörte von 2019 bis 2020 dem geschäftsführenden Vorstand an. 2022 wurde sie Mitglied in Verwaltungsrat und Präsidium der FFA.