Formatosi in patria sotto la guida di Luciano Borzone (dove conobbe l'arte di Rubens e Anton van Dyck e dei quali assimilò la pennellata pastosa e libera e la vasta gamma di colori) e stabilitosi a Roma fin dal 1657, dopo aver perso la famiglia a causa della pestilenza scoppiata a Genova, Gaulli entrò presto nell'entourage di Gian Lorenzo Bernini, di cui divenne uno dei più dotati collaboratori, grazie anche ad una buona affinità temperamentale e di gusti.[1] Fu infatti Bernini a raccomandarlo per decorare i pennacchi della cupola di Sant'Agnese in Agone (dal cui cantiere Borromini era appena stato estromesso; 1668 - 1669) e ad introdurlo presso i Gesuiti, facendo sì che ottenesse il compito di decorare la Chiesa del Gesù (1674 - 1679), affrescandone la volta, il presbiterio e la cappella di Sant'Ignazio (che proprio in quegli anni veniva rifatta da Andrea Pozzo e ornata di statue da Pierre Legros).
Il ciclo del Gesù, impensabile senza il completamento a stucco del ticinese Ercole Antonio Raggi (ma ultimamente è stata ipotizzata la regia di Bernini per l'intero impianto) è unanimemente considerato il capolavoro del Baciccio, per il vorticoso e vertiginoso moto dei personaggi che traboccano illusionisticamente dalla cornice, creando un unicum tra pittura, scultura, e architettura tipicamente barocco. Il Trionfo del nome di Gesù (questo il tema della decorazione della volta) può essere considerato il vero parallelo pittorico del berninianoAltare della Cattedra, fondale prospettico della Basilica di San Pietro. Alla Galleria Spada esiste un bozzetto (m. 1,81x1,12) dell'affresco.
Fu sempre Bernini a richiederne l'operato per pale d'altare a Sant'Andrea al Quirinale e a San Francesco a Ripa (dietro alla celebre statua della Beata Ludovica Albertoni). Molti sono infatti i motivi stilistici ripresi direttamente dal grande scultore, in primo luogo il vorticoso movimento barocco che anima vistosamente figure e panneggi, ma anche il trasporto patetico dei personaggi raffigurati. Tra le sue fonti stilistiche non va dimenticato il grande Correggio.
Dopo un breve ritorno in patria, per decorare il palazzo della Repubblica (ma la commissione non ebbe buon esito), il Baciccio rientrò trionfalmente a Roma, dove affrescò la volta della Basilica dei Santi Apostoli con il Trionfo dell'ordine francescano (1707), fortemente ispirato (per la prospettiva di sottinsù) alla Ascensione di Cristo di Melozzo da Forlì, allora visibile nella stessa chiesa, e diede inizio ad una serie di cartoni per i mosaici della cappella battesimale della Basilica di San Pietro (dopo la morte fu sostituito da Francesco Trevisani).
La fama del Gaulli nell'ambito romano dell'epoca lo portò alla prestigiosa nomina di principe dell'Accademia di San Luca nel 1674. Contraltare della vorticosa e berniniana pittura di Gaulli fu quella, più eclettica e composta, di Carlo Maratta, che alla fine risultò la linea dominante di tutta l'arte romana del XVIII secolo.
Ajaccio, Museo Fesch: Il sogno di Giuseppe ; Giuseppe riconosciuto dai suoi fratelli ; Apoteosi di San Pietro ; La continenza di Scipione.
Ariccia, Palazzo Chigi: Il Beato Giovanni Chigi; Ritratto di Clemente IX; Ritratto del cardinale Sigismondo Chigi; Il Sangue di Cristo; Sant'Andrea con la croce.