Serena Gamberoni begann bereits in jungen Jahren mit dem Musikstudium, zunächst als Geigerin und später als Sängerin.
Sie besuchte mehrere Meisterkurse bei Franca Mattiucci, Luigi Alva, Renato Bruson, Piero Cappuccilli, Maria Chiara, Ghena Dimitrova und Gabriella Tucci.
Sie ist Schülerin der Sopranistin Alida Ferrarini und studierte anschließend bei Raina Kabaivanska und Lella Cuberli.
Im Jahr 2000 gab sie ihr erstes Konzert und debütierte in ihrer ersten Rolle als Zerlina; 2004 gewann sie den Europäischen Wettbewerb ASLICO für die Rollen der Adina in Elisir d'Amore und der Sophie in Werther.
In sehr jungen Jahren debütierte sie am Theater Carlo Felice zunächst als Giannetta in Elisir d'amore, um dann in den folgenden Jahren als Susanna in Le Nozze di Figaro und anschließend als Oscar in Un ballo in maschera, Norina in Don Pasquale, Mimì in Boheme, Micaela in Carmen und Donna Anna in Don Giovanni zurückzukehren.
Sie eröffnete die Saison 2006/2007 des Theaters San Carlo in Neapel als Nannetta in Falstaff unter der Regie von Jeffrey Tate und debütierte anschliessend an den grossen italienischen Theatern (Turin, Bologna, Parma, Arena di Verona) in Opern wie L'Elisir d'amore, Così fan tutte, Don Pasquale, Die Zauberflöte, Un ballo in maschera, La Bohéme, Falstaff, Romeo et Juliette, Gianni Schicchi und auch in der Aufnahme von Orphée et Eurydice an der Seite von Roberto Alagna in einer Neuproduktion am Teatro Comunale di Bologna.
Sie debütierte an der Scala und am Covent Garden in Neuproduktionen von Un Ballo in Maschera, die sie auch an der Opera di Roma und am Teatro Fenice zur Eröffnung der Spielzeit 2017 unter der Regie von Myung Whun Chung singen wird, bevor sie für eine neue Così fan tutte an den Covent Garden zurückkehrt, wo sie auch in der nächsten Spielzeit zu sehen sein wird.
Das Jahr 2019 sieht sie als Mozart-Interpretin, zunächst im Maggio Musicale Fiorentino und dann unter der Leitung von Riccardo Muti in der Rolle der Contessa, bevor sie mit neuen Debüts wie Alice in Falstaff im Emilian Circuit aufwartet.
Während der Pandemie gab sie mehrere Konzerte in Streaming, nahm an einem Projekt für Sky TV über Dante teil, das in den nächsten Monaten veröffentlicht werden soll, und wirkte an mehreren Abenden im Theater Carlo Felice mit.
Sie hat gerade einen Film in der Rolle der Nedda mit Augmented Reality abgeschlossen, gesponsert von Rai über Ruggero Leoncavallos "Pagliacci".
Zu ihren jüngsten und zukünftigen Engagements gehören Simon Boccanegra am Teatro Massimo in Palermo, Cosi fan tutte am Royal Opera House in London und am New National Theater in Tokio.