Pittrice e miniaturista assai apprezzata, viene citata per la prima volta nel 1648 dal biografo d’arte Carlo Ridolfi nel suo Meraviglie dell’arte.

Nasce ad Ascoli Piceno da Giacomo e da Isabetta Gaia, originari di Venezia. Del periodo trascorso ad Ascoli si sa ben poco. Sappiamo che crebbe probabilmente in un ambiente artistico dato che quella della madre fu una famiglia di orafi e fu guidata in un primo approccio al disegno dallo zio Pietro Gaia, seguace di Palma il giovane. La data di nascita si ricava dalla Sacra Famiglia (collezione Privata), firmata e datata 1616 e realizzata, secondo l’iscrizione autografa, quando Giovanna aveva sedici anni (Casale,1996, p.32).

Soggiornò a Venezia, dove visse con il fratello Mattio e lasciò un ritratto di un giovane dipinto in miniatura su pergamena,datato 1625 (attualmente nella Collezione della regina d'Olanda all’Aia). Questo era il genere di pittura alla quale era dedito Tiberio Tinelli, pittore veneziano con il quale Giovanna fu fatta maritare secondo Bottaccin (2004) alla fine del 1622. Il matrimonio però non durò a lungo, probabilmente perché Giovanna aveva fatto un voto di castità: l’unione fu sciolta nel 1624. Secondo la ricerca d’archivio della Bottaccin, inoltre, i registri accusavano Tinelli di praticare la magia: il padre di Giovanna, temendo che sua figlia fosse stata stregata, richiese quindi un’indagine sulla presunta dedizione di Tinelli alla stregoneria.

La Garzoni andò a scuola di calligrafia da Giacomo Rogni, come si evince dal Libro de caratteri cancellereschi corsivi che è conservato, manoscritto a Roma, presso l’Accademia di San Luca e contiene lettere eseguiti dall’artista.

Verso il 1630 Giovanna, accompagnata dal fratello, fu a Napoli. Fu l’occasione per lavorare per committenti importanti quali il vicerè spagnolo, duca d'Alcalà. Durante il viaggio sostò a Roma, dove conobbe Cassiano dal Pozzo iunior e Anna Colonna, moglie di Taddeo Barberini. Il soggiorno a Napoli durò un anno. Il duca di Alcalà venne rimpatriato e la Garzoni trovandosi in difficoltà economiche chiese aiuto a Dal Pozzo che la fece risistemare a Roma nel 1631.

Ma da lì, nel 1632, chiamata da Cristina di Francia, si trasferì a Torino, dove stipendiata dal duca di Savoia, dipinse il ritratto della duchessa Cristina (oggi agli Uffizi). Negli inventari di Casa Savoia sono citate varie sue miniature con temi sacri e mitologici e vari ritratti come quelli di Emanuele Filiberto e Carlo Emanuele I (Torino, Palazzo reale) che la pittrice ricavò da dipinti preesistenti.

A Torino la Garzoni dipinse anche un piccolo Ritratto di mulatto (1635), un Apollo e un Piatto di ceramica con frutti. Questi dipinti mettono in evidenza le caratteristiche stilistiche della Garzoni: come i fiamminghi, Giovanna descrive nei minimi particolari oggetti, frutta e insetti e come i pittori lombardi in, particolare Fede Galizia, della quale studia le composizioni.

Nel 1637 il suo mecenate Vittorio Amedeo di Savoia muore e la Garzoni lascia Torino. Probabilmente si reca in Francia e in Inghilterra dove conosce la ritrattistica inglese e la natura morta francese e olandese.

Verso la metà degli anni Quaranta si trasferisce a Firenze dove conosce Jacopo Ligozzi, abile pittore scientifico del mondo animale e vegetale. A Firenze rimane per circa dieci anni, lavorando su commissione per i Medici e definendo il suo stile pittorico che si configura come unione fra osservazione scientifica e natura morta. A Firenze realizza l’erbario figurato, espressione di un probabile contatto con l’Accademia dei Lincei. Quest’opera consacra la Garzoni come un'illustratrice scientifica dotata di un proprio stile nel quale si coniugano l’attenzione scientifica e una personale interpretazione della luce e del dosaggio dei colori. Uno stile chiaro, preciso e nitido che attraverso i fiori illustra i cicli della nascita, della vita e della morte offrendo messaggi sommessi, meno espliciti delle oscure vanitas seicentesche. Il successo della Garzoni è dovuto alla sua sensibilità e finezza estetica, alla sua capacità di rendere il tremolìo della sua vita su fiori e frutta ma alla tecnica raffinata del guazzo su cartapecora.

Il Granduca Ferdinando II de Medici, la moglie Vittoria della Rovere, don Lorenzo, Leopoldo, Giovan Carlo le commissionano i ritratti di Leopoldo de Medici e del cardinale Richelieu (Firenze, Galleria degli Uffizi), il Vecchio di Artimino, la Canina e molti vasi di fiori e piatti di frutta. Le composizioni sono semplici, i fondali neutri, i fiori sono sempre diversi e colorati, resi da un preciso e luminoso puntinismo, l’insieme chiaro e vibrante.

Nel 1651 è a Roma dove prosegue la sua attività, ricca in denaro e in onori, visto che le viene attribuito il titolo di Accademica di San Luca. All’Accademia lascia un album di miniature e tutti i suoi beni.

Gli accademici elevarono in suo onore il monumento funebre decorato dal medaglione di Giuseppe Ghezzi all'interno nella chiesa di San Luca e Cristina. Spesso è citata erroneamente come Giovanni. Ad Ascoli Piceno le è stata intitolata una rua: Rua Giovanna Garzoni e nella pinacoteca civica è esposto il quadro che la ritrae eseguito da Carlo Maratta.

La Garzoni miniava i suoi ritratti, le sue nature morte (melograni e cavallette, nocciole e gelsomini, piatti di ceramica con meloni e topolini, pesche e uccellini, vasi cinesi con fichi, fave e i meravigliosi tulipani che l’Italia aveva scoperto da poco, spendendo cifre folli per procurarsi i bulbi in Olanda) con pennelli finissimi, usando tempera su carta pergamena.

L’arte di Giovanna Garzoni è tutta basata sulle infinite variazioni di albicocche, ciliegie, fiori e insetti dipinti con una tecnica straordinaria attraverso l'accostamento serrato di minuscoli punti o di sottilissimi tratteggi che tiene conto della lezione fiamminga e degli artisti lombardi come Fede Galizia e Panfilo Nuvolone.

Più o meno negli stessi anni altre artiste percorrevano queste strade fra arte e scienza:, in Francia Louise Moillon (1615-1675) che proveniva da una famiglia di pittori protestanti dipingeva quadri di nature morte e fece un accordo col suo patrigno per spartire in modo paritetico il denaro guadagnato con i suoi quadri. In Olanda e Paesi Bassi Clara Peeters (nata 1594) preferiva dipingere nature morte con superfici riflettenti, squame di pesci, specchi; Maria Sibylla Merian (1647-1717), artista e naturalista dipingeva farfalle e falene; Maria von Oosteriwyck (1630-1693), che scelse deliberatamente di non sposarsi per essere libera di dedicarsi completamente alla sua arte dipingeva fiori in disordine con intensi effetti di chiaroscuro e impartiva lezioni di pittura alla sua servitù.

Oggi i visitatori dell’Accademia di San Luca possono ammirare un ritratto affettuoso della Garzoni, opera di Giuseppe Ghezzi, pittore romano, creato poco prima della sua morte. Vestita di nero, fissa e pensosa ma capace di rendere pittoricamente la luce vibrante che ancora risplende nelle sue opere.