Visjnevskajas scenedebut skete i Leningrad i 1944, men gennembruddet kom med Leonore i Fidelio på Bolsjojteatret i 1952 og fast engagement ved Bolstoj fik hun i 1953. I 1961 debuterede hun ved Metropolitan med titelrollen i Giuseppe Verdis opera Aida og året efter sang hun samme rolle ved Royal Opera House. I 1964 debuterede hun ved La Scala.
I 1960- og 1970-erne optrådte hun i både lyriske (Liù i Turandot) og dramatiske roller (Tosca i Tosca).
Visjnevskaja var gift med cellisten Mstislav Rostropovitj frem til hans død, og de optrådte ofte på scenen sammen. Efter at begge havde støttet Aleksandr Solsjenitsyn, forlod de Sovjetunionen i 1974 og bosatte sig i Paris og USA. Sovjetmyndighederne fratog dem statsborgerskabet i 1978, men den russiske regering omgjorde beslutningen i 1990. Visjnevskaja holdt sin sidste optræden i 1982, som Tatjana i Eugen Onegin på Pariseroperaen.
Visjnevskaja døde 11. december 2012 i en alder af 86 år.[1]