Pompea Santoro nasce a San Vito dei Normanni in provincia di Brindisi. 
A sei anni, trasferitasi a Torino, inizia lo studio della danza classica nella scuola privata “Ariadne” diretta da Jusa Sabatini dove studia con insegnati importanti quali: Carola Zingarelli, Jozo Borcic (Scala di Milano), Margarita Trayanova (Opera di Sofia), Arlette Castagnet (Scuola Rosella Hightower) Jean Marie Dubrul e Michel Bruel (Opera di Parigi). Oltre alla danza classica,studia flamenco, con Isabel Nesi Fernandez e jazz con Danielle Fournier (Ballet Jazz de Montreal)

Nel 1978, appena sedicenne, le viene assegnato il premio per “particolare talento artistico” al concorso “Tersicore” a Brescia con una variazione da “Carmen” coreografia di A. Alonso, curata dalla sua allora Maestra Margarita Trayanova. Tra i giurati: Mario Porcile, Giuliana Penzi, Bianca Gallizia e Alberto Testa, che la invita ad esibirsi al primo Festival “Maratona di Danza” di Spoleto. Qui, Pippo Carbone, la nota e la raccomanda a Birgit Cullberg, l'allora Direttrice del Cullberg Ballet, la quale nonostante la sua giovane età le offre subito un contratto di lavoro. Contemporaneamente è anche ammessa al sesto anno di studio all’Accademia del Teatro Alla Scala di Milano.

 Sceglie di entrare a far parte della compagnia svedese, che dal 1980 è diretta da Mats Ek (figlio della stessa Cullberg) con cui Pompea ha lavorato ininterrottamente per 25 anni. Oltre ad aver ballato molti ruoli principali nelle coreografie di Birgit Cullberg tra cui Clara in "La Signorina Giulia" affiancata da Rodolf Nureyev, ha interpretato tutti i balletti di Mats Ek creati dal 1978 al 1998. Tra i ruoli principali piú importanti: Giselle, Carmen (alternandosi con Ana Laguna) e Aurora. Ha ballato nei più importanti Teatri del Mondo in più di 30 Paesi e 5 Continenti.  Per lei Mats Ek ha creato il ruolo di M…in Carmen che, nella versione televisiva, ha vinto il prestigioso “Emmy Awards”. Nel corso degli anni in compagnia ha studiato esclusivamente danza classica con grandi Maestri come: Misha Meserer, Marina  Stavitskaya, Kostantin Damianov, Victor Valcu, Gradimir Pankov, Charles Mudry, Carmen Roche, Irena Milovan, Peter Apple, Alexander Ursuliak e tanti altri. 

Nel 1993 riceve il premio”Karina Ari” (Svezia) come migliore danzatrice dell’anno, in seguito ad uno spettacolo dedicato a Jiri Kylian con cui ha lavorato spesso. Ha anche lavorato con Nacho Duato, Ohad Naharin, Billy Forsythe e Carolyn Carlsson.

Nel 2000 la sua immagine rappresenta il Cullberg Ballet in un francobollo postale.

Riceve anche diversi premi Italiani, i più importanti: “Premio Postano” (1989), “Danza e Danza” (1994) come migliore danzatrice italiana nel mondo, in quell'occasione le viene anche consegnata la “Maschera d’oro” di Venezia. Nel 1994 premio “Vignale Danza” e cittadinanza Onoraria, nel 2003 premio “Acqui Danza”, 2009 Premio “Giuliana Penzi” e nel 2018 riceve il prestigioso Premio Internazionale “Le Muse”.

Dal 1996 inizia a rimontare i balletti di Mats Ek, all l’Opera di Monaco, Opera di Gothemburg, Opera di Parigi, Opera di Praga, Opera di Lione e Royal Opera House dove ha modo di insegnare "Carmen" sia a  Sylvie Guillem che a Tamara Rojo. Nel 1997 rimonta Giselle alla Scala di Milano dove, oltre alla messa in scena, Elisabetta Terabust, allora Direttrice, la invita a ballare il ruolo principale come Artista ospite affiancata da Massimo Murru. Questa sarà l’ultima volta che ballerà il ruolo di Giselle. A Verona invece nel 1998 sarà l’ultimo spettacolo nel ruolo di Aurora nella “Bella Addormentata” di Mats Ek.

Nel 2002 lascia la Svezia e il Cullberg ballet e torna a Torino.

Dal 2002 al 2005 diviene consulente artistica del Teatro Nuovo di Torino. Durante questo periodo balla solo in alcune occasioni: alla Biennale di Venezia con un balletto creato appositamente per lei da Jacopo Godani e in un passo a due di Johan Inger nel 2005 con cui lascia per sempre le scene.

Nel 2010 rimonta e porta in scena Giselle al Teatro San Carlo di Napoli, dove ha l'occasione di insegnare a Roberto Bolle il ruolo di Albrecht.

Seguendo la grande passione per l’insegnamento smette definitivamente di ballare e si dedica sempre di più ai giovani danzatori. Oggi, si dedica alla formazione e continua a rimontare alcuni balletti di Mats Ek nelle più prestigiose Accademie Europee, come: Conservatoire de Paris, l’Accademia del Teatro alla Scala di Milano, Académie de Danse Princesse Grace, Codarts, Laban Trinity, Rambert School of Ballet and Contemporary Dance, Conservatorio di Danza di Lisbona, English National Ballet School e Royal Ballet School. A Ottobre del 2012 crea e dirige a Torino l’Eko Dance International Project per aiutare soprattutto i giovani danzatori e coreografi ad intraprendere un percorso di crescita Artistica attraverso lo studio della danza classica e le coreografie di Mate Ek. A settembre del 2017 viene nominata direttrice artistica della Fondazione Nazionale della Danza "AterBalletto" ma dà le dimissioni dopo solo due mesi per tornare a dedicarsi totalmente al suo progetto.