Piranesi olyan különleges építész volt, aki nem kivitelezett terveivel, hanem elméleti munkásságával régészi-történészi tevékenységével legfőképpen pedig grafikusművészként hagyott nagyszerű örökséget az utókorra. Az építész és grafikus műfajban is látomások irányították művészetét, amelyek álmokká, sőt olykor lidércálmokká változtatták a valót. Tanulmányait Velencében kezdte, nagybátyjánál, Lucchesinál, ezután egy másik építész, Giovanni Scalfarotto és egy metsző, Carlo Zucchi mellett tanult. 1740-ben Piranesi Rómába ment, hogy rajzolóként dolgozzon Marco Foscarini számára, aki követ volt XIV. Benedek pápa udvarában, közben pedig színházi díszleteket festett a megélhetésért. 1743-ban Nápolyba utazott, ahol megtekintette a Pompejiben és Herculaneumban folyó ásatásokat. Velencébe építésznek tér vissza, de bejárja egész Itáliát, fáradhatatlanul festi a római kori műemlékeket, Róma látképeit, Herculaneum és Pompeji romjait - ezekről a romokról készíti azután nagyszerű grafikáit.

Miután visszatért Rómába, elkezdte sikeres grafikai sorozatainak kiadását: Börtönök, 1745, Látképek - 137 rézkarc az antik és a korabeli Rómáról, 1745-től, Római régiségek, 1756. Támogatója volt XIV. Benedek pápa és egy angol arisztokrata, James Caulfield, Charlemont őrgrófja is. 1757-ben tiszteletbeli tagjává választotta a londoni Society of Antiquaries. 1761-ben kiadott A rómaiak nagyszerűsége és építészete című munkájában szenvedélyesen síkra szállt a római művészet etruszk eredete mellett. Pinnesi művészetének csúcsa a híres Börtönök-sorozat, amelynek rajzai ijesztő helyiségeket ábrázolnak: a megvilágítás, a vonalak és a síkok játéka, a látószög megválasztása (különösen kedveli a felülről befelé nézést) együttesen szinte szétrobbantja a teret: új világok, nem is sejtett, egymásba illeszkedő terek nyugtalanító sorozatán bontja. Pinnesi az összekuszált szerkezetek felhalmozásában megnyilvánuló, rendkívüli látásmódjával kapcsolódik a romantikához. Építészi munkásságának része a Castel Gandolfo-i pápai palota felújítása, a római Santa Maria del Priorato-templom és a Piazza de'Cavalieri megtervezése (1764-69).