Giovinazzi mengawali karir kartingnya dengan gemilang setelah menjadi juara di Italian National Trophy 60cc dan Euro Trophy 60 pada tahun 2006, sebelum karir single seaternya dimulai dengan kesuksesan yang sama pada tahun 2012, ketika pembalap Italia itu meraih gelar Formula Pilota China.
Giovinazzi mengawali karir kartingnya dengan gemilang setelah menjadi juara di Italian National Trophy 60cc dan Euro Trophy 60 pada tahun 2006, sebelum karir single seaternya dimulai dengan kesuksesan yang sama pada tahun 2012, ketika pembalap Italia itu meraih gelar Formula Pilota China.
Dia finis di urutan ke-17 dalam Kejuaraan Formula 3 Eropa rookie dengan Double R Racig setahun kemudian, sementara kampanye paralel di Formula 3 Inggris dengan tim yang sama membuatnya menjadi runner up dalam kejuaraan di belakang Jordan King.
Kemenangan terobosan F3 Eropa datang di Carlin pada 2014 saat ia naik ke urutan keenam, sebelum finis kedua pada tahun berikutnya dari Felix Rosenqvist, sementara juga finis keempat di Grand Prix Makau 2015.
Giovinazzi naik ke GP2 dan sekali lagi harus puas menjadi runner up pada tahun terakhir seri sebelum diganti namanya menjadi Formula 2 pada 2017. Meskipun meraih lima kemenangan - satu lebih banyak dari saingan gelar dan rekan setim Prema Pierre Gasly - dan prestasi yang luar biasa dua kali lipat di Baku, ia berakhir delapan poin di bawah memenangkan kejuaraan.
Setelah terjun singkat ke balap mobil sport dan ketahanan, Giovinazzi mengikuti F1 dalam keadaan yang tidak terduga di Grand Prix Australia 2017, yang pertama dari dua balapan yang dia adu menggantikan pembalap reguler Sauber Pascal Wehrlein yang cedera.
Dia terkesan dengan finis di urutan ke-12 di Melbourne tetapi awal karir F1-nya agak memburuk karena akhir pekan yang penuh tabrakan di China. Dia menghabiskan sisa tahun dan 2018 membagi komitmennya sebagai test driver untuk Haas, Sauber dan Ferrari, sebelum mendapatkan kursi F1 penuh waktu bersama Sauber pada 2019 bersama Kimi Raikkonen, setelah menggantikan Marcus Ericsson yang terikat Indycar.
Giovinazzi membutuhkan waktu untuk menyesuaikan diri dengan balapan penuh waktu sekali lagi setelah dua tahun absen, tetapi pada pertengahan musim telah membuktikan dirinya sebagai lawan yang dekat untuk rekan setim Kimi Raikkonen, terutama di babak kualifikasi. Giovinazzi memimpin Grand Prix Singapura sebentar, dan menempati posisi kelima di Brasil untuk mengakhiri musim dengan sangat baik, mengamankan tempat dengan Alfa Romeo untuk tahun 2020 dalam prosesnya.
Giovinazzi menunjukkan konsistensi yang lebih besar sepanjang tahun 2020 dan memotong kesalahan meskipun Alfa kesulitan dan dia tampil lebih dekat dengan rekan setimnya Raikkonen di kualifikasi dan balapan, menyamai perolehan empat poin Finlandia dengan tiga poin selesai di Austria (ke-9) , Jerman (10) dan Imola (10.
Alfa diperkirakan akan melihat langkah lebih jauh pada tahun 2021, setelah tetap percaya pada pria Italia yang masih memiliki impian untuk membalap suatu hari untuk Ferrari.