Сценичния си дебют прави в Парижката опера през 1960 г. като Амнерис от „Аида“. Често пее в Байройт по покана на Виланд Вагнер от 1961 г. Първата ѝ роля е Венера в „Танхойзер“. Тя предизвика сензация, докато консервативните зрители на операта са възмутени от идеята. Изпълнението на Бъмбри беше толкова вълнуващо, че до края на операта тя спечели публиката и аплодисментите продължиха  30 минути, което наложи 42 отваряния на завесата. Последвалият фурор в медиите направи Бъмбри международна сензация. Тя е поканена от Жаклин Кенеди да пее в Белия дом през 1962 г. Завръща се там и през 1981 г., пеейки на встъпването в длъжност на Роналд Рейгън.

Бъмбри започва да учи пиано на седемгодишна възраст, но решава, че ще стане певица, след като гледа Мариан Андерсън на концерт. Тя се присъединява към местния методистки хор на дванайсетгодишна възраст и участва като солист в училищна постановка на Месията от Хендел. Слуша Андерсън по радиото и в записи „при всяка възможност“. Вдъхновява се да стане певица, от изпълненията на Симфоничния оркестър на Сейнт Луис, дирижиран от Владимир Голшман. Завършва престижната гимназия „Чарлз Съмнър“, първата гимназия за афроамериканци на запад от Мисисипи. По-късно тя признава че Кенет Билъпс, нейния учител по пеене в гимназията, както Арманд Токатян от Санта Барбара допринасят за нейното вокално майсторство. На седмнайсет години по настояване на Билъпс и Сара Хоупс, диригент на хора, тя участва и печели конкурс за талантливи тийнейджъри, спонсориран от радиостанцията KMOX в Сейнт Луис. Наградите за първо място включват 1000 долара военна гаранция, пътуване до Ню Йорк и стипендия за Музикалния институт в Сейнт Луис. Институцията обаче изключва обучение на афро-американци, а родителите й отказват предложението за частни уроци. Смутени, промоутърите на конкурса я уреждат да се появи в националното радио при Артър Годфри в програмата за търсачи на таланти. Тя изпълнява „O don fatale“ от „Дон Карлос“. Успехът на това изпълнение води до възможност да учи в Колежа по изящни изкуства на Бостънския университет. По-късно тя се прехвърля в Северозападния университет, където се запознава с Лоте Леман, немското драматично сопрано, която има майсторски класове там. Впечатлена от младото момиче Леман кани Бъмбри да учи при нея в Санта Барбара, Калифорния. Първоначално уроците са планирани само за лятото на 1955 г., но Бъмбри остава със стипендия от Леман в продължение на три години и половина. През това време тя учи пиано и теория, както и интерпретация и езици. Посещава лятната програма на Музикалната академия на Запада в Монтесито в три последователни години, 1956, 57 и 58. Леман остава неин ментор в ранната й кариера. Бъмбри също учи пеене с известни учители като Маринка Гуревич и Арманд Токатян, както и при Пиер Бернак в Париж.

През 1958 г. тя е победител в прослушванията на Националния съвет на Метрополитън Опера заедно със сопраното Мартина Аройо. Същата година тя прави своя дебют с рецитал в Лондон, а след две години пее Амнерис в „Аида“ на Верди в Парижката опера. Поканена  е в състава на операта в Базел, където остава четири години. Първите й роли са Кармен от Бизе, Далила в „Самсон и Далила“ от Сен-Санс, Орфей в „Орфей и Евридика“ от Глук, Лейди Макбет в „Макбет“ и Азучена в „Трубадур“ от Верди. Следват дебюти на най-големите сцени и фестивали, концерти, записи и международно признание.

През 1990 г. Бъмбри основава ансамбъла Grace Bumbry Black Musical Heritage Ensemble, група, посветена на запазването и изпълнението на традиционни негърски спиричуъли. С тази група тя прави много турнета. След това се посвещава на преподаване, журиране на международни състезания и на концертната сцена, изнасяйки поредица от рецитали през 2001 г. и 2002 г. в чест на своята учителка Лоте Леман, включително в Театър Шатле в Париж, лондонската Уигмор хол и в Ню Йорк в Алис Тъли Хол. Понякога е придружавана от пианиста Себастиан Пешко.

През 2010 г., след дълги години отсъствие от оперната сцена, тя участва в „Тримониша“ от Скот Джоплин в театър Шатле в Париж. Появява се и в Дойче опер Берлин като Старата дама в „Кандид“ от Бърнстайн през 2012 г. и накрая като Графинята в „Дама Пика“ от Чайковски във Виенската държавна опера на 30 януари, 2013, спектакъл дирижиран от Сейджи Озава.

Награди:

Награда на ЮНЕСКО;

Пет награди за изтъкнати възпитаници от Музикалната академия на Запада;

Италианската премия Джузепе Верди

Командри на изкуствата и литературата на Франция;

Награда Грами през 1972 г. за най-добър оперен запис;

Въведен в Алеята на славата на Сейнт Луис.

През 2005 г. тя получава наградата за цялостно творчество в изкуството от фондация „Мариан Андерсън“.

През декември 2009 г. тя беше сред удостоените с отличието на Кенеди център за приноса си към сценичните изкуства.

Репертоар:

Амилкаре Понкиели – Лаура и Джокода в „Джоконда“;

Винченцо Белини – Адалджиза и Норма в „Норма“;

Георг Фридрих Хендел – „Месия“, „Израел в Египет“, „Юда Макавей“;

Джакомо Майербер – Селика в „Африканката“;

Джакомо Пучини – Тоска, Турандот;

Джордж Гершуин – Бес в „Порги и Бес“;

Джузепе Верди – Еболи в „Дон Карлос“, Амнерис в „Аида“, Абигаиле в „Набуко“, Лейди Макбет в „Макбет“, Елвира в „Ернани“, Азучена и Леонора в „Трубадур“, Леонора в „Силата на съдбата“, Улрика в „Бал с маски“, Реквием;

Ектор Берлиоз – Касандра в „Троянците“;

Жорж Бизе – Кармен;

Жюл Масне – Шимен в „Сид“, Иродиада;

Камий Сен-Санс – Далила в „Самсон и Далила“;

Кристоф Вилибалд Глук – Орфей в „Орфей и Евридика“, Телемах;

Ленард Бърнстейн – Старата дама в „Кандид“;

Леош Яначек – „Йенуфа“;

Пиетро Маскани – Сантуца в „Селска чест“;

Пол Дюка – Ариадна в „Ариадна и Синята брада“;

Пьотр Илич Чайковски – Графинята в „Дама Пика“;

Рихард Вагнер – Венера в „Танхойзер“, Елза в „Лоенгрин“;

Рихард Щраус – Саломе, Клитемнестра в „Електра“;