Родилась 2 января 1935 года в Риме, Лацио, Италия.
Дебютировала в кино в 7-летнем возрасте – в фильмах Джорджо Бианчи «La maestrina» (1942) и Витторио Де Сика «Дети смотрят на нас» (1943).
В 1950 году сыграла эпизодическую роль в драме Альберто Латтуада и Федерико Феллини «Огни варьете». Продолжала играть второстепенные роли молоденьких девушек в фильмах Луиджи Дзампа «Господа, в вагон» (1951), Альберто Латуада «Волк» (1953), Альдо Фабрицци, Джанни Франкиолини и др.
В 1955 году исполнила роль Мафальды в экранизации романа Васко Пратолини «Девушка из Сан-Фредиано» (реж. Валерио Дзурлини), в 1959 году Ольгу в фильме Роберто Росселини «Генерал делла Ровере».
Известность к актрисе пришла в 60-е годы, Джованна Ралли становится одной из самых популярных кинодив на целое десятилетие.
Среди лучших ролей Ралли – Эсперия Бели в кинодрамах Роберто Росселини «В Риме была ночь» (1960, Премия «Золотые ворота» на МКФ в Сан-Франциско, США), Пьера Фабри в фильме Паоло Спинола «La fuga» (1964, Премия «Серебрянная лента», 1966), Анна в триллере Энцо Кастеллани «Холодные глаза страха» (1971), Элиде Катеначчи в антифашистской ленте Этторе Скола «Мы так любили друг друга» (1974, Премия «Серебрянная лента», 1975).
После 1977 года у Джованны Ралли был 15–летний перерыв в кинокарьере. Лишь в начале 80-х актриса на некоторое время вернулась на большой экран в картине Луиджи Маньи «Arrivano i bersaglieri» (1980) и комедии Серджо Корбуччи «Под вечер / Verso sera» (1981).
С 1991 года Джованна Ралли возобновила активную работу в кино и на ТВ.
Из более поздних работ выделяются Франка Малорни в фильме Карло Ванзина «Обед в воскресенье / Il pranzo della domenica» (2003, номинация на Премию «Серебрянная лента», 2003).
Актриса Патриция Лари – сестра Джованны Ралли.
Суббота, воскресенье и понедельник
Пораженная неожиданным богатством
Кто сказал, что женщина...
Сорок градусов под простыней
Полиция просит помощи
Проститутка из публичного дома имеет все права по закону
Что ты делал на войне, папа?
Позвольте поговорить о женщинах
Витторио Гассман о себе
Улыбка, пощечина, поцелуй в губы
Дети смотрят на нас