Figlio dell'avvocato socialista Mario Berlinguer, di famiglia appartenente alla piccola nobiltà sarda, Giovanni si laurea a ventotto anni in Medicina e Chirurgia presso l'Università di Roma ottenendo le abilitazioni all'insegnamento di Medicina sociale e di Igiene. Nella sua carriera insegna a Sassari Medicina sociale fra il 1969 ed il 1974 ed Igiene del lavoro a Roma dal 1975 sino al 1999. Ma già dall'inizio degli anni cinquanta divenne insieme al fratello Enrico una delle più note personalità del Partito Comunista Italiano. Da studente è fra il 1949 ed il 1953 segretario e presidente della UIS. Nel 1965 sino al 1969 è Consigliere Provinciale di Roma e lo stesso anno è membro - sino allo scioglimento - del Comitato Centrale del PCI, nelle cui liste viene eletto deputato nel 1972, nel 1976 e nel 1979. Nel 1983 ottiene un seggio, confermato nel 1987, al Senato. Sempre nel 1983 diviene Consigliere del Comune di Roma (carica ricoperta sino al 1985). Dopo la "svolta della Bolognina" aderisce prima al Partito Democratico della Sinistra e poi ai Democratici di Sinistra . Nei DS è esponente di primo piano della corrente Per tornare a vincere, espressione della sinistra del partito guidata da Fabio Mussi, in opposizione alla linea centrista della corrente Fassino e laico-cattolica di Enrico Morando. Nell'autunno del 2001 è candidato alla segreteria della sua corrente, in forza della sua riconosciuta autorevolezza, a segretario dei DS, ma viene superato da Piero Fassino; Berlinguer mostra però una forza non indifferente raccogliendo il 34,1% dei suffragi. La dignità di Berlinguer contribuì comunque a mantenere sostanzialmente uniti i DS e a non provocare ricadute negative nell'alleanza di centrosinistra, fra cui la possibilità di una nuova scissione a sinistra. Nel maggio 2007, in seguito all'accelerazione del processo di scioglimento dei DS - che porterà alla nascita del Partito Democratico - lascia il partito ed aderisce a Sinistra Democratica di Fabio Mussi. Fino al maggio 2009 Giovanni Berlinguer è stato deputato al Parlamento europeo di Strasburgo, nel quale ha aderito al Partito Socialista Europeo, eletto nel 2004 per la lista di Uniti nell'Ulivo nella circoscrizione centro, ricevendo 148 mila preferenze. È l'eurodeputato più anziano. A Strasburgo, è membro della Commissione per la cultura e l'istruzione; della Delegazione alla commissione parlamentare mista UE-Messico; della Delegazione per le relazioni ed è membro sostituto della Commissione per l'ambiente, la sanità pubblica e la sicurezza alimentare. Personalità di primo piano della cultura italiana, ha contribuito con la sua attività di docente e con i suoi numerosi libri a diffondere la cultura scientifica in settori decisivi della società nazionale. Si ricorda inoltre che è professore onorario della Universidad Autonoma de Santo Domingo (1992) e Doctor honoris causa della Université de Montréal (1996) e dell'Università di Brasilia (1996); professore emerito dell'Università di Roma (2002). Inoltre ha ricoperto gli incarichi di Responsabile del primo Piano Sanitario Nazionale nel quadro del Programma di sviluppo economico. Fa parte dell'International Bioethics Committee dell'UNESCO (2001-2007) e della Commission on the Social Determinants of Health dell'Organizzazione Mondiale della Sanità (2005-2008) ed ha ricevuto dalla Presidenza della Repubblica italiana la Medaglia come Benemerito della Scienza e della Cultura Italiana.