Giulietta Simionato wurde in Forli geboren, der Stadt, die einst von der sogenannten Tigerin von Forli, Caterina Sforza, regiert wurde. Ihr Gesangstalent wurde schon in jungen Jahren erkannt, als sie von den Nonnen ihres Internats eingeladen wurde, Gesang zu studieren. Anscheinend war die Familie der jungen Giulietta gegen diese Idee, insbesondere ihre Mutter. Daher widmete sich Simoniato erst nach dem Tod ihrer Mutter voll und ganz dem Singen.

Nachdem sie ihren ersten klassischen Gesangswettbewerb in Florenz gewonnen hatte, wurde ihr ein Vorsingen am Teatro alla Scala in Mailand angeboten. Obwohl das Vorsingen erfolgreich war, hielt es der damalige Direktor der Scala für ratsam, ihrer Stimme noch zwei Jahre Zeit zu geben, um zu reifen, bevor er sie einstellte. Zurück  nach Ablauf der vereinbarten Frist erhielt sie dann ihren Erstvertrag.

Simionato verfügte über ein großes Repertoire, darunter die Rossini-Rollen der Rosina in Il Barbiere di Sevilla und Angelina (Aschenputtel) in La Cenerentola. Sie spielte auch Charlotte in Massenets Werther und die Titelrolle in Bizets Carmen. 

Obwohl sie wahrscheinlich vor allem für ihre Interpretationen dramatischer Verdi-Rollen wie Azucena in „Der Troubadour“, Amneris in „Aida“ und Prinzessin Eboli in „Don Carlo“ in Erinnerung geblieben ist, war Simionato auch ein großer Star auf Schallplattenaufnahmen. Alle ihre Aufnahmen, die sie zusammen mit anderen angesehenen Opernstars ihrer Zeit gemacht hat, genießen hohes Ansehen und gelten nach wie vor als „unverzichtbare Klassiker“.

Ihre Interpretation der Santuzza in Mascagnis Cavalleria Rusticana ist eine von vielen herausragenden Leistungen auf Platte.

Sie ging 1966 in den Ruhestand, doch ihre anhaltende Vitalität war bekannt. Simionato arbeitete als Regisseurin und unterrichtete Gesang. Als vollendete Darstellerin und Schauspielerin trat sie noch über 90 Jahre lang in vielen Filmen auf.

Sie war zu sehen in Daniel Schmids preisgekrönter Dokumentarfilm von 1984 Il Bacio di Tosca über ein Heim für pensionierte Opernsänger, gegründet von Giuseppe Verdi. Sie erschien auch in einem Interview von Stefan Zucker in Jan Schmidt-Garres Film von 1999, Opernfanatiker.

Sie starb im Alter von 99 Jahren in Rom.