Cantautrice rock senese, studia pianoforte al Conservatorio di Lucca e pubblica il primo album per la Ricordi nel 1976.
Il primo grande successo è America, uscito nel 1979, accompagnato dall'album California, che apre la cantante toscana al mercato intercontinentale. Questo passo è sottolineato dalla stretta collaborazione della Nannini con il produttore Conny Plank con cui sigla la colonna sonora del film Sconcerto rock.
Il fenomeno esplode nel 1984, anno in cui esce Puzzle, il suo sesto disco. Realizza il video di Fotoromanza per poi partire con un tour europeo di grande successo. Inoltre partecipa al Montreux Jazz Festival. Tra agosto e ottobre è in tour nelle maggiori città italiane: una quarantina di concerti con un totale di circa trecentomila spettatori. Fotoromanza, aiutato dal video diretto da Michelangelo Antonioni si salda al primo posto della classifica per due mesi, mentre Puzzle è per sei mesi fra i primi dieci della hit-parade italiana degli album. Il disco è nei primi posti delle chart anche in Germania, Austria e Svizzera (dove Gianna riceve due dischi d'oro). Con la stessa canzone Gianna vince il Festivalbar, Vota la voce e il Telegatto d'oro (con Raffaella Riva) per il miglior testo dell'anno.
Nel 1986, esce l'album Profumo con il quale, trascinata dalla canzone Bello e impossibile, si aggiudica due dischi di platino in Italia, il disco d'oro in Germania e di platino in Austria e Svizzera.
Nel 1987 esce la compilation Maschi e altri che vende oltre un milione di copie.
Nel 1990 registra la canzone Un'estate italiana, scritta insieme a Edoardo Bennato, che sarà la sigla dei Mondiali di calcio di Italia '90.
Si laurea nel 1994 presso la facoltà di Lettere e Filosofia dell'Università di Siena con il massimo dei voti e lode. L'anno seguente si arrampica su un balcone di Palazzo Farnese, sede dell'ambasciata francese, e improvvisa un concerto di protesta contro la decisione del governo transalpino di riprendere gli esperimenti nucleari nell'atollo di Mururoa.
Incide negli anni a venire molti cd. Partecipa alla realizzazione della colonna sonora dell'ultimo film di Enzo d'Alò. La sua ultima opera è Perle con il singolo di punta Amandoti, cover di una canzone dei CCCP Fedeli alla linea di Giovanni Lindo Ferretti.