A diciannove anni, Giovanna decide di trasferirsi a Parigi per frequentare il laboratorio di Ariane Mnouchkine.
Dopo un anno entra nella compagnia di Peter Brook, grazie al quale nel 1995 debutta sul palcoscenico nel ruolo di Ofelia in "Amleto", un'opera creata e diretta dallo stesso Brook, che le vale il premio Coppola-Prati 1996. Nel 1997 torna in Italia e debutta sullo schermo nel film "Il viaggio della sposa" di e con Sergio Rubini con il quale ottiene la Targa d'argento "Nuovi talenti del cinema italiano", il Globo d'oro della Stampa estera e il Premio Flaiano come miglior interprete femminile della stagione 1997-98.
L'anno successivo interpreta "Del perduto amore" di Michele Placido, con cui ottiene il Nastro d'argento, il Ciak d'oro e il Premio Pasinetti. Nel frattempo è protagonista di una fiction televisiva in cui è una ragazza affetta da distrofia muscolare, "Più leggero non basta" di Elisabetta Lodoli, accanto a Stefano Accorsi.
Nel 1999 gira "Asini" di Claudio Bisio e "Un uomo perbene", ispirato al caso Tortora, nuovamente insieme a Stefano Accorsi.
Il 2000 la vede protagonista del film per la TV "I Miserabili" di Josée Dayan accanto a Gerard Depardieu e John Malkovich e con "L'ultimo bacio" di Gabriele Muccino (commedia corale di grande successo) è per la terza volta accanto a Stefano Accorsi.
Nel 2001 è protagonista del film "Tutta la conoscenza del mondo" e della pellicola "Malefemmene" di Fabio Conversi.
Con "La finestra di fronte" di Ferzan Ozpetek la Mezzogiorno vince il David di Donatello 2003 come miglior attrice protagonista.
Nel 2004 è diretta da Sergio Rubini in "L'amore ritorna" accanto a Fabrizio Bentivoglio e Margherita Buy e nello stesso periodo è nel cast di "Il club delle promesse".
Ha lavorato alla pellicola "La bestia nel cuore"(2005) di Cristina Comencini e ha interpretato "Lezioni di volo" (2006) di Francesca Archibugi.
E' protagonista delle pellicole "L'amore ai tempi del colera", "The Palermo Shooting" (2007) e "L'amore non basta" (2008).
Inoltre è nel film storico "Vincere" (2009) di Marco Bellocchio.
Ha partecipato alla pellicola di Rocco Papaleo "Basilicata coast to coast" (2010).