La primera noticia que tenemos acerca de sus años de juventud se remontan al 9 de noviembre de 1675, día en que participó en una competencia literario-filosófica en el templo de la Congregazione di Gesù Salvatore, de la cual era alumno. El trabajo con el que Casini participó en la competencia y que le valió el reconocimiento de los superiores y aclamación general, tanto como para ser impresa el mismo año, fueron las "Conclusiones philosophicae...", lamentablemente perdidas, pero mencionadas en un manuscrito de A. M. Biscioni. En los primeros meses de 1676 salió ordenado sacerdote de la Congregación del Salvador, donde, presumiblemente, tuvo como maestros a Valerio Spada de Colle Val d'Elsa para las letras y Niccolò Sapiti, alumno de Marco y Giovan Battista Gagliano, maestro di cappella de la Catedral de Florencia, para la música. Ese mismo año fue nombrado segundo organista supernumerario de la catedral de Florencia, lo que confirma la gran estima en que ahora disfrutaba. Por otra parte, ya en 1674 Casini se había convertido en alumno de Francesco Nigetti, que desde 1649 ocupaba el cargo de primer organista en Santa María del Fiore. La aserción de Fétis de que continuó estudiando bajo Matteo Simonelli y Bernardo Pasquini en Roma no ha sido refutada. Los años de perfeccionamiento en órgano y clavecín con Nigetti jugaron un papel decisivo en la formación de Casini. Nigetti es recordado especialmente por la construcción de un omnisonum instrumentum u ‘onnicordo’, una especie de clavicordio de cinco teclados integrados sobre la base de las teorías de Nicola Vicentino.

Edición discográfica de obras de Giovanni Maria Casini

Hasta la muerte del maestro, que se produjo en 1681, Casini fue su alumno devoto, aprendiendo además la práctica para la ejecución del onnicordo, mantenida casi como misteriosa y perjudicial para la mano. Fue nombrado segundo organista de la Catedral de Florencia en 1676 y luego, por instancia de Nigetti -clara confirmación de la estimación del maestro por el discípulo- fue nombrado el 7 de septiembre de 1678 primer organista, aunque obviamente asumió el cargo después de la muerte del propio Nigetti. Sus apariciones públicas se limitaron en ese período a verdaderos y propios conciertos de órgano en Santa Maria del Fiore con sus improvisaciones y ejecuciones de música de Frescobaldi, que Nigetti le había hecho aprender toda de memoria: el legado más precioso, el amor a Frescobaldi, que Casini recibió del maestro, junto con la posesión material del onnicordo.

El 20 de julio de 1699 Casini se convirtió en capellán de la catedral y tres meses más tarde capellán particular de Violante Beatrice de Baviera, que estaba casada con el príncipe Ferdinando de Medici, una mujer de cultura poco común y diletante de música. A partir de este momento la vida de Casini tomó un carácter más mundano: frecuentó la corte de los Medici, donde fue particularmente apreciado por Ferdinando y donde se convertiría en 1708 en maestro di cappella de la princesa y organista del Gran Duque Cosme III. A pesar de su posición de prestigio, no hay noticias de especiales producciones de Casini en las dos primeras décadas del siglo XVIII: tras una grave enfermedad asistió solamente, los días 9 y 14 de agosto de 1702, a dos conciertos sacros en la Basílica de la SS. Annunziata para celebrar los cumpleaños, respectivamente, de Fernando y de Cosme III de Medici. Había compuesto y dirigido la música de los dos conciertos Alessandro Scarlatti, que estaba entonces en Florencia, huésped predilecto del príncipe Ferdinando: en aquella ocasión Casini conoció al gran maestro y de ese encuentro nació una amistad sincera y fuerte, confirmada por una memorable interpretación de la "Musiche per il tempo di penitenza e di tenebre", de Scarlatti, que el mismo Casini dio en la basílica de San Lorenzo durante la Cuaresma y la semana Santa de 1708. Otras pocas apariciones públicas de Casini se recuerdan: con motivo de la celebración del cumpleaños del príncipe Ferdinando (9 de agosto de 1708), para lo cual Casini escribió y dirigió en las habitaciones de la Gran Princesa Violante una "Serenata a cinque voci"; una segunda "Serenata a cinque voci", de argumento mitológico como la otra se menciona en el manuscrito antes mencionado de Biscioni y se presume que fue ejecutada para el cumpleaños del Gran Duque Cosme III el 14 de agosto de ese año. En 1703 Casini se había vuelto de facto en maestro di cappella de la catedral de Santa Maria del Fiore, pero la mala salud lo obligó a retirarse de la enseñanza en 1711. En los últimos años Casini continuó dedicándose a la composición y la enseñanza, encerrado en su casa, donde murió repentinamente a los 66 años.

La actividad creativa de Casini no se limitó sólo a la música, sino que puede ser considerada como un ejemplo de músico provisto de sólidos conocimientos humanísticos. Testimonio de esto no es sólo el ya mencionado "Conclusiones philosophicae", primogénito de su genio, sino también una colección de epigramas y dípticos en latín, "Lusus poetici" (Florencia, 1704). Es también probable que él sea el autor del libreto de su oratorio, "La fuga in Egitto...", realizado en 1697 en Florencia en la Compañía llamada de San Marco. Esta es la primera partitura de Casini que se conserva, pues del oratorio anterior, "La nascita di Samuele" de 1696, queda sólo el libreto, también por la mano de Casini. La producción de oratorios sacros continuó con "Giacobbe in Mesopotamia" (perdido, salvo el texto literario, también de Casini), ejecutado en la cuaresma de 1698 en los Padri della Congregazione di San Filippo Neri de Florencia; sigue "Il viaggio di Tobia", aplaudido en la cuaresma de 1701 en la compañía florentina llamada 'della Scala'. Un compromiso ulterior de parte de Casini en la producción de oratorios se evidencia por su presencia entre los veinticuatro músicos, autores del oratorio "Sara in Egitto", realizado en Florencia (1708) en la citada Compañía de San Marco.

En el ámbito de la música barroca Casini aparece un músico singularmente aislado, lejos de las redundancias estilísticas de su época y más inclinado a unirse a las nobles tradiciones polifónicas del Renacimiento. Si formalmente Casini no es particularmente nuevo, es bajo el perfil armónico donde se revelan las mayores fortalezas de sus páginas, nunca pura construcción, sino siempre al servicio de la expresión humana y un ferviente sentimiento religioso. La personalidad de Casini dejó una impresión duradera, incluso con su larga actividad didáctica: de su escuela salieron músicos de valor como Francesco Feroci, su sucesor en el cargo de primer organista de la catedral de Florencia, el organista de Prato Domenico Zipoli, Francesco Maria Veracini, Tommaso Redi y Bartolomeo Felici, que sería el maestro de Luigi Cherubini.

Casini fue considerado el más grande organista de su tiempo en Italia y escribió en un estilo neo Palestriniano muy personal, contrapuntístico. El cromatismo expresivo y la tonalidad errante de sus motetes, por ejemplo el Op. 1, incluso se encuentran en sus "Canzonetti spirituali" pensadas para ser cantadas al unísono por la congregación. Sus "Pensieri" para órgano contienen movimientos de fuga con motivos temáticamente relacionados. Sus frecuentes llamativas disonancias y la dramática escritura sobre textos recuerdan la música de iglesia de Alessandro Scarlatti, quien admiró las obras de Casini. Sin embargo, la reputación de Casini siguió siendo totalmente local.