Gae est née en 1927, près d’Udine en Vénétie ; elle obtient son diplôme d’architecte en 1953. Dans les années 60, elle assiste l’architecte et professeur Giuseppe Samona à Venise, puis Ernesto Nathan Rogers à Milan. Elle exerce ensuite les métiers d’architecte et d’urbaniste en participant à d’innombrables projets de restructuration et d’aménagement -places, gares, musées, palais et villas- en Italie, en France (musée d’Orsay et Centre Georges Pompidou), à San Francisco et à Jérusalem.
Aulenti débute en s’opposant au rationalisme et à la recherche du passé qui dominent l’idéologie de l’époque ; dans sa conception, le moderne doit tisser un lien étroit avec le milieu urbain existant. Dans les années 70, elle se tourne vers le design et ses créations la rendent célèbre dans le monde entier. Elle donne également des conférences au Japon, en Amérique latine et aux États-Unis. Aulenti occupe le poste de correspondante de l’académie San Luca de Rome et est élue présidente de l’Académie des beaux-arts de Brera à Milan, ainsi que vice-présidente de la Société des designers italiens.
Les grands honneurs lui sont rendus, en 1995, avec la remise de la Grande Croix du mérite de la République italienne, puis, en 2007, lorsque la France la fait chevalier de la Légion d’honneur.