Giovanna Antonelli nasceu no Rio de Janeiro.

Atriz, tornou-se conhecida em 1990 como Angelicat, assistente de palco da apresentadora Angélica, permanecendo no cargo por quatro anos.

Em 1994 estreou como atriz em Tropicaliente, emendando outros papeis consistentes em Tocaia Grande, Xica da Silva, Corpo Dourado, Força de um Desejo e Malhação. Em 2000 ganhou destaque em Laços de Família como Capitu, que se prostituía para sustentar o filho, ganhando alguns dos principais prêmios nacionais, como Prêmio Extra de Televisão, Prêmio Qualidade Brasil, Melhores do Ano e Troféu Imprensa.

Em 2001 interpretou a primeira protagonista em O Clone, a descendente de marroquinos Jade, com o qual ganhou reconhecimento internacional.

Alçada ao primeiro escalão de atores da Rede Globo, emendou uma sequência de papeis centrais de sucesso em A Casa das Sete Mulheres, Da Cor do Pecado, Sete Pecados, Três Irmãs, Viver a Vida, Aquele Beijo, Salve Jorge e Em Família, além de destacar-se no cinema em Avassaladoras e na franquia S.O.S. Mulheres ao Mar.

Em 2015 voltou a protagonizar uma "novela das nove" como Atena, em A Regra do Jogo, além de emendar outras personagens principais em Sol Nascente e Segundo Sol.