A firenzei Gianluca Margheri szülővárosában előbb dramaturgiát tanult, majd énekesként folytatta tanulmányait a Cherubini konzervatóriumban Firenzében. Rengeteg mesterkurzuson vett részt, köztük Carlo Miliciani, Josef Loibl, Sherman Lowe, Michele Pertusi és Ildebrando D’Arcangelo vezetésével. 2009-ben megnyerte a Toto Dal Monte di Treviso nemzetközi énekversenyt, majd Az igazi állhatatosság opera Villottójaként debütált Jesús López-Cobos vezényletével a Teatro Real Madridban, a Royal Opera Liege-ben, valamint Sanit-Etienne, Rouen és Reggio Emilia színházában.
Már pályafutása kezdetén számos olaszországi és nemzetközi operaszínpadon fellépett, többek közt Benjamin Britten Szentivánéji álom című művének Demetriusaként a pisai Teatro Verdiben, a Figaro házassága Almaviva grófjaként a Teatro Magnani Fidenza színpadán és a Don Giovanni főszerepében Curitibában (Brazília), Sienában és Firenzében. Fellépett a Dido és Aeneas Aeneasaként, és énekelt a Satyricon-ban Livorno, Lucca és Pisa operaházaiban, Schaunard szerepét a Bohéméletből pedig a modenai Teatro Comunale színpadán öltötte magára. A cosenzai Teatro Rendanóban Respighi Csipkerózsika című operájával debütált, a Così fan tutte Guglielmójaként pedig Firenzében és Rómában is szerepelt. A Teatro Verdi Trieste és az Opera Las Palmas színpadán elénekelte a Traviata báróját, a Teatro Filarmonico Veronában pedig a Manon Lescaut-ban láthatta a közönség. Ezenkívül A sevillai borbélyban is szerepelt a firenzei Maggio Musicale fesztiválon és a Római Operában. Az innsbrucki Festival Alte Musik fesztiválon elénekelte Mercurio szerepét a Poppea megkoronázása című operában, és az Ernani Jágójaként debütált a Müncheni Rádiózenekarral a müncheni Prinzregententheaterben. Ismételten meghívást kapott a Maggio Musicale fesztiválra, ahol a Don Carlost és a Macbeth-et adta elő, a parmai Teatro Regióban pedig a Gianni Schicchi Bettójaként debütált.
Operaénekesi pályafutása mellett Gianluca előszeretettel lép fel koncerteken is. Repertoárjában megtalálható többek között Charpentier Te Deum-ja, Händel Messiása, Mozarttól a Koronázási mise, a K427-es C-moll mise és a Requiem, G. Fauré Requiemje, illetve Brahm Német Requiemje.
Gianluca olyan kiemelkedő karmesterekkel dolgozik együtt, mint James Conlon, Zubin Mehta, Marco Armiliato, Friedrich Haider, Jesús López-Cobos, Daniele Rustioni, Riccardo Frizza, Andrea Battistoni, Roland Böer, Alan Curtis, Jonathan Webb és Gabriele Ferro.
A utóbbi évadok előadásai közül az alábbi szerepeit érdemes kiemelni: a Don Giovanni címszerepe a Magyar Állami Operában Budapesten, Rossini Stabat Matere a Firenzei Operában, a Hamupipőke Alidorója a palermói Teatro Massimóban, A tündérkirálynő a budapesti Állami Operában, a Figaro házassága Figarója a Theater St. Gallenben, A szerelem próbája Asdrubaléja a Teatro Lirico di Cagliariban és a Stuart Mária Talbotja Rigában. Nemrég mutatkozott be a pesarói Rossini Operafesztiválon Asdrubaleként Daniele Rustioni vezényletével, és a Lammermoori Lucia Raimondójaként a Teatro Petruzzelliben Bariban. A Figaro házassága grófját a cagliari Teatro Lirico színházban adta elő, az Alkésztisz Apollójaként, valamint Spontini Fernando Cortezében pedig a Firenzei Operában lépett színpadra. A Spoleto Fesztiválon címszerepben szerepelt A Minótaurosz ősbemutatóján. Fanóban a Così fan tutte Guglielmójaként láthatta a nagyérdemű, Händel: Rodelinda Gribaldójaként pedig a barcelonai Teatro Liceu színpadán debütált.
A közeljövőben Vivaldi Bajazet-jének címszerepét készül előadni Dublinban és a londoni Linbury Theatre-ben, a Bruschino úrt a bolognai Teatro Comunaléban, valamint A Tündérkirálynőt a budapesti Államim Operaházban.
