Recibió instrucción musical de su padre y escribió su primer trabajo en 1725, que era una colección de obras vocales (ahora perdido). Se casó en 1727 y el año siguiente fue nombrado maestro di cappella de la Congregación del Santísimo Entierro de Milán. En los años siguientes recibió algunos otros nombramientos en la ciudad, trabajando simultáneamente en muchas iglesias  (8 o más cerca de su muerte). Durante la década de 1730 Sammartini se hizo muy popular fuera de Milán, principalmente a través de sus sinfonías, que circulaban en ediciones impresas manuscritas. Ganó una considerable reputación en el extranjero, con obras publicadas en Londres y París.

Edición discográfica de obras de Giovanni Battista Sammartini

También compuso numerosas piezas para fiestas aristocráticas y religiosas, siendo un maestro muy cotizado, y destacando entre sus alumnos el joven Christoph Willibald Gluck entre 1737 y 1741. A través del curso de los años escribió música para ser interpretada en ceremonias del estado y en casas de nobleza. Aunque nunca se alejó mucho de Milán, entró en contacto con muchos compositores notables, incluyendo a Johan Christian. Bach, Wolfgang Amadeus Mozart y Luigi Boccherini. En 1757 falleció su esposa y volvió a casarse al año siguiente.

La muerte de Sammartini fue inesperada. Irónicamente, la mayoría de sus trabajos que sobreviven se han recuperado de ediciones publicadas fuera de su ciudad natal de Milán. Sammartini es principalmente alabado por sus innovaciones en el desarrollo de la sinfonía, quizás más que las escuelas de pensamiento de Mannheim y Viena.

Sammartini fue un compositor prolífico, y sus composiciones incluyen 4 óperas, aproximadamente 68 sinfonías, seis conciertos de violín, un  doble concierto de violín , dos conciertos para flauta, además de colecciones de concerti grossi  y oberturas. Su primera música fue para el uso litúrgico. La música de cámara de Sammartini consiste en quintetos, cuartetos y sonatas trío, de estas últimas unas doscientas. Hay treinta y tantas sonatas para teclado, para clavicordio u órgano, con once sonatas para violín y seis sonatas para clavicordio con violín.

Las obras de Sammartini se clasifican, o por el número de opus que recibieron en su vida, o por los números de J-C que recibieron en el catálogo de Jenkins-Churgin. Newell Jenkins editó algunas de las obras de Sammartini, incluso un “Magnificat”, por primera vez (también era editor de las obras de Vivaldi, Paisiello y Boccherini, entre otros).

La música de Sammartini es generalmente dividida en tres periodos estilísticos: el periodo temprano (1724-1739) que refleja una mezcla de formas Barroca y Preclásica, el periodo medio (1740-1758) que hace pensar en forma Preclásica, y el periodo tardío (1759-1774), que despliega influencias Clásicas, incluyendo a Mozart.

Mientras que la mayoría de sus contemporáneos italianos se dedicaban a la composición vocal, Sammartini destaca fundamentalmente como protagonista del primer estilo Clásico en la sinfonía. El hermano mayor de Sammartini, Giuseppe, se hizo famoso como compositor e instrumentista (oboe).

Sammartini escribió  también música sacra coral, cantatas y escenas litúrgicas, así como arias seculares y cantatas. Gran parte de este trabajo se ha perdido. También se ha mencionado que muchas de las estilizaciones en las composiciones de Joseph Haydn son similares a las de Sammartini, aunque Haydn negó cualquier influencia. Sammartini es especialmente asociado con la formación de la sinfonía de concierto a través tanto del cambio de un estilo de ópera-obertura breve como por la introducción de una nueva seriedad y uso de desarrollo temático que prefiguran a Haydn y Mozart.