Závodní kariéru začal v roce 1984 v národním šampionátu minimotokár a hned v úvodní sezoně byl k neporažení, zvítězil ve 12 závodech. O rok později je mistrem Itálie ve třídě kadet, který dokázal obhájit i v letech 1986 a 1987. V roce 1988 se stává mistrem světa na motokárách. Ve vítězném tažení pokračuje i v roce 1989 a v evropském šampionátu končí na druhém místě, na mistrovství světa je až na čtvrtém místě, ale zazářil v prestižním závodě motokár v Honkongu. V následujících letech končí až pátý v italském mistrovství motokár, na mistrovství Evropy motokár je druhý a zvítězil v mistrovství formule Alfa. Od roku 1992 bojuje o titul italského šampiona ve Formuli 3 a hned ve své první sezoně dokázal zvítězit v Imole a zajistil si tak osmou pozici v celkovém pořádí. V následující sezoně je již druhý, když dokázal zajet pole position v Monaku a v samotném závodě dojel na druhém místě, navíc obsadil třetí místo na mistrovství Evropy motokár. Rok 1994 mu přinesl vysněný titul mistra Itálie ve Formuli 3 s deseti vítězstvími. V témže roce dokázal zvítězit v Monaku a Macau, které jsou výborně obsazenými závody. Navíc v britském šampionátu Formule 3 končí na 16. místě. V roce 1995 opouští formulové vozy a pokouší štěstí v cestovních vozech DTM s vozem Alfa Romeo, ale končí na 15. místě. Koncem roku přichází nabídka Minardi na testování vozu. Fisichella svými výkony přesvědčil vedení týmu a v roce 1996 je stálým pilotem Minardi. Stíhá se věnovat i cestovním vozům a v seriálu ITC s Alfou Romeo končí na šestém místě. Jeho talentu si všiml i Eddie Jordan a nnabídl mu místo ve svém týmu na další sezonu. To se mu vyplatilo a v mistrovství končí na osmém místě. Jeho manažerem se stává Flavio Briatore a pomáhá mu do týmu Benetton. V Benettonu zkončil na devátém místě. Rok 2000 mu přináší zatím nejlepší umístění v mistrovství světa a je šestý. Vozy Benetton přešli na motory Renault a sezona je považována za nepovedenou, Giancarlo opouští tým a vrací se do Jordanu, kdde se dočká svého prvního vítězství ve Formuli 1 po zmatené GP Brazílie 2003. Od roku 2005 je opět u týmu Renault, kde se dočkal zatím dvou vítězství. Dělal dvojku Fernandovi Alonsovi, který vyhrál dvakrát titul. Pak ale odešel. Fisichella byl tak týmovou jedničkou. Za celou sezonu nestál na stupni vítězů a nakonec byl před ním i Kovalainen.
V dalším roce přestoupil k nově vznikvší Force Indii. V tomto nejméně konkurenceschopném voze nedokázal získat jediný bod.
V roce 2009 s Force Indií získal první body za druhé místo. Toho si všimli ve Ferrari a posadili ho do druhého vozu místo zraněného Massy. Fisichella si tak splnil svůj dětský sen. Za Ferrari však body nezískal a pro příští sezonu bude testovacím jezdcem.