Die Tochter eines Kirchenmusikdirektors studierte an der Folkwang-Hochschule in Essen und an der Robert-Schumann-Hochschule in Düsseldorf bei Ingeborg Reichelt. Sie bestand ihre Künstlerische Reifeprüfung mit Auszeichnung und wurde Preisträgerin des Gesangswettbewerbs der NRW-Musikhochschulen. Bereits während des Studiums begann die Sopranistin, einer intensiven Konzerttätigkeit nachzugehen, u. a. beim Westfälischen Musikfest, beim Düsseldorfer Altstadtherbst, den Festwochen Hannover-Herrenhausen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf den Werken Bachs, Mozarts und Händels. Zahlreiche Konzertreisen führten sie bisher nach Frankreich, Italien, Polen und in die Schweiz.
Nach einem ersten Festengagement am Landestheater Coburg kam Cornelie Isenbürger 1999 an das Theater Bielefeld. Hier war sie in zahlreichen Partien zu erleben, u. a. als die Braut in der Uraufführung Das stille Zimmer von Michael Hirsch, Ännchen in Webers Der Freischütz, Sophie in Massenets Werther, Pamina in Mozarts Die Zauberflöte, Morgana in Händels Alcina, in der Uraufführung von Frederic Rzewskis Musiktheater Die Perser und Siebel in Gounods Margarethe sowie Maria in West Side Story.
Seit der Wiedereröffnung des Stadttheaters im Herbst 2006 stachen besonders ihre Susanna in Die Hochzeit des Figaro, Ariel in Fibichs Der Sturm, Amor in Martin y Solers Der Baum der Diana, Rosa in Erwin, das Naturtalent, Costanza in Scarlattis Griselda, Musetta in La Bohème, Servilia in Titus (La Clemenza di Tito) und Nanetta in Falstaff hervor.
2010/11 ist Cornelie Isenbürger als Gretchen in Der Wildschütz und als Gretel in Hänsel und Gretel zu sehen. Im Barbier von Sevilla singt sie die Rosina und schließt an ihre Musical-Rollen mit Hope Harcourt in Anything Goes an.
Gastengagements führten sie an die Bayerische Staatsoper, an das Nationaltheater Mannheim, die Bühnen in Gelsenkirchen, Oldenburg, Saarbrücken, Wuppertal, zu den Bad Hersfelder Festspielen und den Ludwigsburger Schlossfestspielen.
2001 verliehen die Theater- und Konzertfreunde Bielefeld e.V. Cornelie Isenbürger den Operntaler. Für ihre Rolle der Almirena (Händel: Rinaldo) an der Bayerischen Staatsoper wurde sie 2006 von den Kritikern der Zeitschrift Opernwelt als »Nachwuchssängerin des Jahres« nominiert.