Fille de père italien et de mère irlandaise, après la Seconde Guerre mondiale, elle décide d'aller à Londres où commence sa carrière de mannequin et d' actrice.
Lisa Gastoni débute sa carrière de actrice en Italie dans les années soixante, en jouant des films de Science-fiction sous le nom d'artiste « Jane Fate ».
Après un bref mariage avec un important physicien, elle rencontre le producteur Joseph Fryd avec lequel elle tourne le film Svegliati ed uccidi (1966) de
Carlo Lizzani. Le film obtient un bon succès et Lisa Gastoni décroche le Nastro d'Argento.
Mais c'est en 1968, qu'elle entre dans la légende du cinéma italien, devenant un sexe-symbole, grâce au film de Salvatore Samperi, Grazie Zia (Merci, Ma Tante ou Merci Léa), histoire d'une relation psycho-incestueuse entre une sensuelle et raffinée jeune tante (Lisa Gastoni) et son névrotique neveu (
Lou Castel). Lisa Gastoni décroche la Targa d'oro au Prix David di Donatello.
Dans les années '70 elle tourne peu de film, parce que elle fait le choix de travailler uniquement avec des bons réalisateurs. En 1975, Lisa Gastoni obtient, pour la seconde fois, le prix Nastro d'Argento de la meilleure actrice principale pour Amore amaro de Florestano Vancini.
Au cours des années suivantes elle abandonne le scènes.
Mais récemment elle est retournée au cinéma et à la télévision avec une désignation au Prix David di Donatello et au Nastro d'Argento pour le film Cuore sacro de Ferzan Ozpetek