Mantegna est née à New York, et a grandi à Los Angeles, en Californie, la fille de Arlene (née Vrhel), qui est propriétaire du restaurant "Taste Chicago" à Burbank, en Californie, et l'acteur Joe Mantegna.. En grandissant, elle pratique la gymnastique et la danse classique. Gia fréquente l'école secondaire à Campbell Hall à North Hollywood en Californie. Elle joue du piano, le saxophone et est une chanteuse expérimentée.
Elle a des origines italienne et tchèque. Gia Mantegna fait ses débuts d'actrice à l'âge de 13 ans dans le film Uncle Nino en 2003, aux côtés de Anne Archer, Trevor Morgan et son père, Joe Mantegna. Plus tard, elle apparaît dans le film 13 Going on 30. En 2006, Mantegna a dépeint le caractère de Grace Conrad dans Warner Brothers en 2006 fonctionnalité d'hiver, Unaccompanied Minors. Elle a joué dans l'un des rôles principaux dans un pilote de feuilleton de télévision américaines Murder Book pour la Fox. Elle a joué dans le film The Neighbor aux côtés de Matthew Modine, Michèle Laroque et Ed Quinn. En 2008, Mantegna a fait une apparition dans un épisode de la saison 3 du show télévisuel Criminal Minds, avec son père, où elle incarne une adolescente qui enlève des témoins de la mort de sa meilleure amie à Chula Vista, en Californie. Elle est apparue aussi dans le film The Secret Life of the American Teenager dans un rôle récurrent de Patty Mary. En 2010, Mantegna jouera dans le film indépendant Getting That Girl. Elle apparaîtra également dans la chaîne TeenNick dans la série télévisée Gigantic.
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