En 1984, à l'âge de vingt-deux ans, Gabriele Tarquini parvient à réaliser le Grand Chelem en Karting en devenant champion d'Italie, d'Europe et du Monde. En parallèle il participe au championnat italien de F3 italien.

Son palmarès lui ouvre les portes de la F3000. Il va y rester trois saisons (1985-1987), mais ses résultats sont plutôt moyens puisqu'il termine successivement sixième, dixième et huitième du championnat.

En 1987 son compatriote Enzo Osella lui permet de débuter en Formule 1 au Grand Prix de Saint Marin. La vieillesse du matériel (une FA1G datant de 1985) n'autorise pas Gabriele à se qualifier mieux que dernier sur la grille de départ. En course il abandonne, boîte de vitesse cassée, alors qu'il occupait la vingtième et dernière position. Pour la suite de la saison Osella n'engage qu'une seule voiture pour Alex Caffi.

En 1988 le jeune italien se voit confier un volant de titulaire par son ancien employeur en F3000 Enzo Coloni qui a décidé lui aussi de faire le grand saut en passant en Formule 1. Malheureusement cette année d'apprentissage est à l'image du reste de la carrière de Gabriele : un matériel ne pouvant que très rarement se défaire du fond de grille et des non-qualifications qui s'accumulent à cause d'un manque de développement technique en cours de saison. Au Grand Prix du Canada, il obtient cependant une valorisante huitième place après être parti dernier. Mais le manque de liquidités empêche Coloni de développer sa FC188 et la suite est beaucoup plus difficile avec des résultats en pré qualifications entre sept et dix secondes de la pole position et seulement deux drapeaux à damier en Hongrie et au Portugal.

Pour 1989 Gabriele fait confiance à un autre ancien employeur de F3000 : First Racing. Le châssis est conçu, fabriqué mais le budget se révèle finalement insuffisant puis les manufacturiers de pneus renoncent à la fourniture. Le projet est donc avorté et Gabriele se retrouve sans volant. Cependant, Philippe Streiff se blesse gravement aux essais du Grand Prix du Brésil et Henri julien décide d'engager le pilote transalpin pour le remplacement chez AGS.

Ce début de collaboration va se révéler productif car pour sa première course, Gabriele se qualifie dix-huitième et termine à une encourageante huitième place. Il signe ensuite le treizième temps au Grand Prix de Monaco avant d'abandonner. Mais l'exploit arrive au Mexique où après être parti de la dix-septième place sur la grille de départ il parvient à franchir la ligne d'arrivée à la sixième place. Malheureusement c'est le seul point inscrit dans toute sa carrière. Il finit donc la saison au vingt-sixième rang après que les deux derniers tiers de la saison s'est fait en chute libre avec des non-préqualifications ininterrompues entre l'Allemagne et l'Australie. Comme chez Coloni l'année précédente le manque d'argent se fait de plus en plus ressentir au fil de la saison quand certaines équipes un peu mieux armées comme Larousse ou Onyx ont pu améliorer leur matériel et dépasser AGS.

Le rythme entamé en 1989 se confirme en 1990 puisque Gabriele ne parvient pas à qualifier sa modeste AGS JH25 avant le Grand Prix de Grande Bretagne, soit à la moitié de la saison où il abandonne à cause d'une casse du V8 Ford. La seule arrivée a lieu en Hongrie mais loin des points (treizième). Ce manque de compétitivité ne permet pas au pilote italien de trouver un meilleur volant pour 1991 et c'est toujours chez AGS qu'il débute l'année.

Gabriele réussi à qualifier sa rétive JH25 à Phoenix et même à terminer à la huitième place grâce au grand nombre d'abandons enregistrés pendant la course. Ce résultat est sans lendemain puisqu'il n'arrive plus à se qualifier jusqu'à son dernier Grand Prix pour Henri Julien malgré l'apparition de deux nouvelles monoplaces. Conscient du talent de ce pilote, Gabriele Rumi décide de l'engager pour les trois derniers Grands Prix chez Fondmetal. La voiture se révèle plus véloce qu'une AGS car Gabriele parvient à rejoindre l'arrivée en Espagne et au Japon. La confiance est donc de mise pour 1992.

La déception sera la hauteur des espérances : le pilote italien ne rejoint qu'une seule fois le drapeau à damier en Grande Bretagne. Cette année le problème vient de la fiabilité de la voiture car les qualifications se déroulent très bien mais les casses de moteur et de boîte de vitesse détruisent les espoirs de Gabriele de bien figurer. Ce problème sonne le glas de sa carrière en F1 malgré un retour inattendu trois ans plus tard au Grand Prix d'Europe en remplacement de Katayama alors blessé. Il se qualifie et fini la course à la quatorzième place pour son ultime Grand Prix.

Depuis Gabriele est devenu une star des championnats de voiture de tourisme notamment en remportant le BTCC en 1994 avec une Alfa Romeo 155 et le championnat européen en 2003 au volant d'une 156.

A partir de 2005, il devient un des prétendant aux titres dans le nouveau Championnat du monde des voitures de Tourisme, le WTCC. Il est engagé en 2006 par Seat et termine le championnat à la cinquième place. En 2008, Seat domine le championnat, et Gabriele se classe deuxième au championnat derrière Yvan Muller, son coéquipier. Il se lance dans une nouvelle campagne en 2009. Lui et le pilote français se disputent le titre toute la saison, et les deux coéquipiers doivent attendre la seconde course de Macao, dernière manche de la saison. L'italien finit par subtiliser le titre au champion pour quatre points seulement.

En 2010, alors qu'Yvan Muller est parti chez Chevrolet, Gabriele remet son titre en jeu, mais n'est pas en mesure d'inquiéter Muller, champion une seconde fois après 2008. Il parvient néanmoins à terminer deuxième du championnat, à égalité avec Rob Huff après une belle bataille lors de la seconde course à Macao. En 2013, alors qu'il court maintenant pour Honda, Gabriele termine une nouvelle fois à la deuxième place du championnat derrière Yvan Muller.

En 2018, la FIA fusionne le WTCC et le TCT pour créer le WTCR et Gabriele remporte le championnat au volant d'une Hyundai, trois points devant son coéquipier... Yvan Muller.