В 15 лет на пляже Корсики с согласия отца ее сфотографировали для парижского модельного агентства Madison Models. Натуральная красота Летиции влюбила в себя главного редактора французской версии Elle, и уже через несколько месяцев она подписала контракт на рекламную кампанию с маркой Guess Jeans. Через 3 года Летиция Каста стала одним из главных ангелов Victoria's Secret, а ее безупречной фигурой в купальнике три года подряд восхищались читатели спецвыпуска Sports Illustrated. За всю свою карьеру она появилась на более чем сотне обложек модных журналов и была лицом косметической фирмы L'Oreal.

В 2000-м собрание мэров всей Франции избрало ее для прототипа Марианны, символа Французской республики, которым, по традиции, становится самая известная красавица страны. После нее высокой чести стать национальным символом удостаивались Эвелин Тома в 2003-м и актриса Софи Марсо в 2012-м. Вскоре после этого Каста покинула родную страну, чтобы избежать выплаты высоких налогов, и переехала в Лондон, где живет по сей день.

Помимо весьма успешной модельной карьеры, она пробовала себя и в качестве актрисы: в 1999 Каста сыграла в самом дорогом французском фильме «Астерикс и Обеликс против Цезаря», уже на следующий год с ее участием вышла картина La bicyclette bleue («Голубой велосипед»). В 2009 году она стала обладательницей награды Кабургского кинофестиваля во Франции за главную женскую роль в драме «Рожденные в 68-м».

В свободное время Летиция увлекается рисованием, катанием на роликах и танцами. В 2017 году она вышла замуж за французского актера Луи Гарреля. У нее есть трое детей от предыдущих партнеров.