Nasceu em 12 de março de 1878 em Camigliano, Luca, na Toscana, Itália. Sua feliz infância acabou aos 7 anos de idade com a morte da mãe. Gema cuidou dos seus sete irmãos. Poucos anos depois, morreu também o pai.
Na mais angustiosa miséria, sofreu de uma longa e dolorosa doença, da qual foi curada, milagrosamente, por intercessão de São Gabriel de Nossa Senhora das Dores.
Pobre e órfã, foi acolhida na casa do cavaleiro Mateus Giannini, onde teve uma vida muito escondida, tranquila e obediente ao diretor espiritual, Pe. Germano. Teve fenômenos místicos, que seus concidadãos consideraram loucuras. O demônio lhe aparecera até na forma humana do seu confessor. Outras vezes lhe aparecera como um anjo luminoso. Fora, porém, frequentemente, confortada pela companhia de Cristo, da Virgem Santíssima e do Anjo da Guarda.
Tinha o dom dos estigmas. Ela mesma contou, por obediência, o acontecimento: “Estávamos na tarde de 8 de junho de 1899, quando, de repente, sinto uma dor interna dos meus pecados… Apareceu Jesus. Tinha todas as feridas abertas; mas daquelas feridas não mais saía sangue, saíam chamas de fogo, que vieram tocar nas minhas mãos, nos meus pés e no meu coração. Eu me senti como morta”. As chagas abertas reapareciam todas as semanas das 20 horas de quinta-feira às 15 de sexta-feira, acompanhadas de êxtase.
Nesta união íntima com Jesus Crucificado foi uma vítima de amor e de dor, abrasada de ardente zelo pela conversão dos pecadores e pela salvação das almas.
A doença dos ossos que a atingira na meninice voltou a atormentá-la atrozmente. Entendeu então que o seu calvário estava terminando. Em sua humildade, porém, julgava não ter pagado ainda com a moeda do sofrimento o privilégio de ter sido associada à paixão de Jesus Cristo. Morreu aos 25 anos, aos 11 de abril de 1903. Era a manhã do sábado santo, o Sábado de Aleluia.
Ela foi beatificada pelo Papa Pio XI (1933). Canonizada pelo Papa Pio XII em 1940, tornou-se assim a primeira mulher santa do século XX. A principal festa de Santa Gemma Galgani, segundo o calendário litúrgico, é a de 11 de abril, dia de sua morte; embora na diocese de Lucca e para a Congregação Passionista, por concessão especial da Santa Sé, seja celebrada em 16 de maio, em razão da sua beatificação. Na realidade, foi beatificada em 14 de maio. Mas, neste dia é celebrada a festa do apóstolo São Matias. Já no dia 15, a festa é de Nossa Senhora de Montenero, padroeira da Toscana. Então, sua festa ficou para o dia 16 de julho.
Sua data litúrgica é 11 de abril para a Igreja em geral e 16 de maio para a diocese de Lucca e Congregação Passionista.