Gianmaria Bruni faisait partie de la nouvelle génération de pilotes italiens. C'est toutefois dans l'endurance qu'il a pu démontrer ses qualités.
Comme beaucoup d'autres, il est venu à la compétition par le karting et a été sacré champion d'Italie en Formule Renault Campus en 1998. L'année suivante, il remporte l'Eurocup Formule Renault. Il participe aux deux saisons suivantes à la Formule 3 britannique, où il obtient sa meilleure performance, une quatrième place au classement général, en 2002. En 2003, il est vice-champion de l'Euro F3000 et pilote essayeur chez Minardi, participant à cinq séances d'essais libres dans le cadre d'un Grand Prix de Formule 1.
En F1 avec Minardi
C'est ainsi que Gianmaria débute en Formule 1 au sein de la « petite Scuderia » en 2004. Malheureusement, comme bon nombre de ses prédécesseurs, il ne peut jamais briller à cause d'un matériel médiocre. Pire encore, son coéquipier, Zsolt Baumgartner, que tout le monde considérait comme un simple faire-valoir, se révèle meilleur que prévu et Gianmaria a bien du mal à le dominer. L'Italien passe donc son année en fond de grille. Il se fait tout de même remarquer à deux reprises, mais pas vraiment positivement. Ainsi, à Monza, il est victime d'un incendie terrifiant aux stands, lors du ravitaillement en essence. Heureusement, il s'en sort avec plus de peur que de mal. A Shanghai, il est à nouveau victime d'un incident peu banal : l'une de ses roues se détache en plein virage ! Il doit donc rentrer au garage sur trois roues et, à Paul Stoddart qui lui recommande la prudence par radio, il lance un « va te faire f***** » entendu en direct par les téléspectateurs du monde entier !
L'après-F1
Après cette saison décevante, Gimmi décide de redescendre d'un cran et s'engage pour 2005 dans le nouveau championnat GP2, au sein de l'équipe Coloni. Il remporte sa première course dès le mois de mai, à Barcelone. Mais en septembre, il quitte l'équipe Coloni pour rejoindre Durango. Avec cette équipe, il parvient à décrocher une pole position à Spa-Francorchamps. Il termine le championnat à la dixième place. En 2006, il rejoint la nouvelle équipe Trident Racing. Il réalise une belle saison, couronnée par deux victoires : à Imola et à Hockenheim. Il se classe finalement septième au classement général.
Cependant, n'ayant plus aucune chance de revenir en Formule 1, Gimmi abandonne la monoplace pour l'endurance et s'engage dans les American Le Mans Series pour 2007. Il court ainsi en GT2 avec une Ferrari F430 GT de l'écurie Risi Competizione. Il participe également au championnat FIA GT, toujours au volant d'une Ferrari GT2, mais pour l'écurie AF Corse cette fois-ci. Associé à Stéphane Ortelli, il remporte une victoire dans sa catégorie à Nogaro et termine troisième du championnat. En 2008, il fait ses débuts aux 24 Heures du Mans avec Risi Competizione. Associé à Mika Salo et Jaime Melo, il se classe dix-neuvième de la course et remporte l'épreuve dans la catégorie GT2. Il dispute également le championnat FIA GT, toujours chez AF Corse, cette fois-ci aux côtés du Finlandais Toni Vilander. Avec cinq succès à leur actif, le duo décroche le titre de champion du monde dans la catégorie GT2.
Début 2009, Gimmi est désormais considéré comme l'un des meilleurs pilotes de Grand Tourisme au monde et participe à de nombreux championnats. En FIA GT, il remporte la catégorie GT2 avec Vilander aux 24 Heures de Spa-Francorchamps et se classe deuxième du championnat. En 2010, Bruni passe dans la catégorie GT et court aux États-Unis dans le championnat American Le Mans Series. Il remporte la victoire dans sa catégorie aux 12 Heures de Sebring et termine le championnat à la troisième place. En 2011, il remporte le championnat Le Mans Series en catégorie GTE Pro, associé à Giancarlo Fisichella, au volant d'une Ferrari 458 d'AF Corse.
A partir de 2012, toujours au volant d'une Ferrari d'AF Corse, il participe au championnat du monde d'endurance en catégorie GTE Pro et remporte trois victoires, dont les 24 Heures du Mans, offrant le titre à AF Corse. Les deux années suivantes, il remporte la Coupe du monde d'endurance FIA pour pilotes GT, puis devient vice-champion en 2015 et troisième en 2016.
Après avoir quitté AF Corse, il s'engage avec Porsche en 2017 et participe au championnat IMSA, décrochant deux podiums. L'année suivante, il revient dans le championnat du monde d'endurance. Il remporte les 12 Heures de Sebring en catégorie GT et se classe troisième du championnat. Il poursuit sa carrière avec Porsche et remporte, en catégorie GTE Pro, les 24 Heures du Mans en 2022 ainsi que le championnat Le Mans Series.
En 2024, il participe au championnat IMSA dans la catégorie GTP, au volant d'une Porsche 963.
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