ガブリエウ・マルティネッリは2001年6月18日、ブラジルのサンパウロ州グアルーリョスに生まれた。コリンチャンスのフットサルチームでキャリアをスタートさせ、2015年にイトゥアーノFCへ移籍。2017年にプロ契約を締結し、2019年のカンピオナート・パウリスタでは6得点を記録してチームの得点王となった。その活躍が評価され、同年7月に報道では約600万ポンドの移籍金でアーセナルFCへと加入した。
アーセナルでは加入初年度から存在感を発揮し、先発出場した最初の4試合すべてで得点を記録。これはイアン・ライト以来のクラブ史上2人目の記録だった。2020年1月のチェルシー戦では自陣からボールを持ち出し、約62メートルにわたる独走ドリブルでゴールを決め、そのシーズンのクラブ最優秀ゴールに選ばれた。2019–20シーズンにはFAカップ優勝も経験している。2022–23シーズンは公式戦15ゴール6アシストでクラブの得点王（ウーデゴールと同数）となり、1シーズンのプレミアリーグにおけるブラジル人最多得点記録にも並んだ。
プレースタイルは、スピードと突破力を武器に左サイドからカットインし右足でフィニッシュを狙う左ウィング。現在はアーセル・アルテタ監督のもとで背番号11を背負い、チームの攻撃を担う重要な選手となっている。
ブラジル代表としては2021年の東京オリンピックで金メダルを獲得。A代表デビューは2022年3月のW杯予選チリ戦で、同年のFIFAワールドカップや2024年のコパ・アメリカにも出場した。