Родилась в Боцене, начала свою карьеру с победы на Международном вокальном конкурсе им.Ф.Виньяса, где получила специальный приз за лучшее исполнение произведения Моцарта. После этого она стала выступать в лучших театрах мира, таких как Ла Скала в Милане, Реджио в Турине, Болонский театр Комунале, Национальная академия святой Цецилии, Театр Елисейских полей в Париже, дворец изящных искусств в Брюсселе; и участвовать в фестивалях, среди которых Зальцбургский и Флорентийский музыкальные фестивали, оперный фестиваль Россини в Пезаро, фестиваль радио Франции в Монпелье, фестиваль Моцарта в Ла Корунье, музыкальный фестиваль «Потсдам Сан-Суси».

Известность приобрела как исполнительница барочной музыки, выступая под управлением таких дирижеров, как Р.Алессандрини (Concerto Italiano), Дж.Антонини (Giardino Armonico), А.Бернардини (оркестр Zefiro), Ф.Бьонди (оркестр «Галантная Европа»), А.Болтон, К.Коин, О.Дантоне («Византийская академия»), А. де Марки (оркестра "Academia Montis Regalis"), Р.Якобс, Т.Копман, Т.Пиннок, К.Плюхар, К.Руссе, А.Шперинг, Ж.-К.Спинози и сотрудничая с такими оркестрами, как Фрайбургский барочный оркестр и Берлинская академия старинной музыки. 

В дополнение к обширному концертному репертуару, включающему произведения Баха, Генделя, Перголези, а также духовные сочинения Моцарта, Девятую симфонию Бетховена и Вторую и Четвертую симфонии Малера, ее оперный репертуар дополняют партии Софи («Кавалер Розы» Р.Штрауса), Аменаиды («Танкред» Россини), Исмены («Митридат, царь Понтийский» Моцарта) и Сюзанны («Свадьба Фигаро» Моцарта). В оперных постановках и концертах сотрудничала с такими дирижерами, как Р.Аббадо, С.Бычков, Д.Гатти, Дж.Гаваццени, Дж.Джельметти, Ф.Луизи, Л.Маазель, З.Мета, Э.Морриконе, Р.Мути, В.Заваллиш, С.Янг и Дж.Уэбб.
Основное место в ее обширной дискографии занимает музыка эпохи барокко, в том числе издание произведений Вивальди под лейблом "Naïve", которое было отмечено критиками многочисленными наградами, среди которых"Gramophone Awards", "Choc du Monde de la Musique" и"Timbre de Platine d’Opéra International". 

 Джемма Бертаньолли является послом ЮНИСЕФ. 

«Джемма Бертаньолли обладает ярким и чистым голосом, в кульминационные моменты порой звучащим драматически, но главная его черта - так называемая "уязвимость", позволяющая прекрасно исполнять роли несчастных любовников, которые населяют эти художественные произведения. Подвижность голоса как техническая характеристика - первостепенное благо, которое помогает ей одинаково выразительно справляться с хроматизмами и ослепительными диапазонными скачками, с высокими нотами и скорыми речитативными моментами». - ”Gramophone"