Ona Carbonell ha iniziato a praticare il nuoto sincronizzato all'età di 10 anni, dopo essersi dedicata in precedenza alla ginnastica ritmica.[1] Le sue prime medaglie conquistate sono state l'argento e il bronzo vinti nella gara a squadre (rispettivamente nel programma libero e in quello tecnico) durante i mondiali di Melbourne 2007. Confermatasi nel frattempo un'atleta internazionale di alto livello, ha partecipato ai Giochi olimpici di Londra 2012 vincendo la medaglia d'argento nel duo, in coppia con Andrea Fuentes, e la medaglia di bronzo nella gara a squadre. Dopo il ritiro di Andrea Fuentes avvenuto nel 2013, Ona Carbonell ha iniziato a rappresentare la Spagna anche nel singolo. Alle Olimpiadi di Rio de Janeiro 2016 si presenta nel duo insieme alla veterana Gemma Mengual, piazzandosi al quinto posto.[2]
Melbourne 2007: argento nel programma libero della gara a squadre e bronzo in quello tecnico.
Roma 2009: oro nel libero combinato, argento nella gara a squadre (programma libero e tecnico).
Shanghai 2011: bronzo nel duo (programma libero e tecnico) e nella gara a squadre (programma libero e tecnico).
Barcellona 2013: argento nella gara a squadre (programma libero e tecnico) e nel libero combinato; bronzo nel singolo (programma libero e tecnico) e nel duo (programma libero e tecnico).
Kazan 2015: argento nel programma tecnico del singolo e bronzo in quello libero.
Budapest 2017: argento nel singolo (programma tecnico e libero).
Gwangju 2019: argento nel singolo (programma tecnico e libero) e bronzo nell'highlight.
^(ES) Ona Carbonell, su proad.csd.gob.es, Programa de Atención al Deportista de Alto Nivel. URL consultato il 16 agosto 2014 (archiviato dall'url originale il 20 giugno 2012).