Giancarlo Giuseppe Alessandro Esposito est né à Copenhague, au Danemark, d’un père charpentier/magicien de scène italien originaire de Naples, et d’une mère chanteuse d’opéra afro-américaine originaire de l’Alabama. Ses parents, qui travaillaient en Europe au moment de sa naissance, se sont installés à Manhattan lorsqu’il avait 6 ans, et c’est là qu’il a grandi.
Partisan du théâtre, il était, peut-être, inévitable que le jeune Giancarlo se produise sur scène tôt ou tard, et c’est ce qu’il a fait, à l’âge de 8 ans, en apparaissant à Broadway dans le rôle d’un enfant esclave dans « Maggie Flynn » en 1966.
Plus de travail à Broadway a suivi dans les années 1960 et au début des années 1970, puis quelques petits rôles au cinéma. Le travail à la télévision a suivi dans les années 1980, avec des rôles de plus en plus importants dans une série de séries très médiatisées jusqu’à ce qu’il devienne bien établi comme un acteur de caractère à la fois à la télévision et dans un certain nombre de films.
Il s’est beaucoup fait connaître du public en jouant l’agent Mike Giardello dans la série télévisée Homicide : Life on the Street (1993) en 1998 et depuis lors, il a rarement quitté nos écrans.