Su padre era contador, hijo de un maestro de la escuela de Trani y su madre, napolitana, hija de un médico que enseñaba en Palermo. Aulenti asistió al Liceo artístico de Florencia, pero a causa de la Segunda Guerra Mundial tuvo que retornar al norte, donde prestó pequeños servicios a la Resistencia italiana.[3]
En 1954 se licenció en la Facultad de Arquitectura del Politécnico de Milán, y empezó su colaboración decenal con la redacción de la revista Casabella dirigida por Ernesto Nathan Rogers. Entre otras actividades fue miembro del Comité de Dirección de la revista Lotus International desde 1974 hasta 1979. A lo largo de casi 60 años de carrera, Aulenti trabajó de forma independiente en proyectos de arquitectura, diseño industrial, diseño de interiores e incluso escenografía teatral. Después de obtener el título de Doctora, dio clases en la Escuela de Arquitectura de Venecia desde 1960 hasta 1962 y en la Escuela de Arquitectura de Milán desde 1964 hasta 1967.[4]
Como muchos de sus contemporáneos, Aulenti diseñó varias series de muebles en toda la década de 1960 para la tienda La Rinascente y más tarde diseñó muebles para Zanotta.
También se desempeñó como vicepresidente de la Asociación Italiana de Diseño Industrial (ADI).
La pasión por el arte escénico la llevó a colaborar, de 1976 a 1978, con el director de ópera Luca Ronconi, diseñando la escenografía de óperas como Viaje a Reims, de Gioachino Rossini.[5]
Aulenti es conocida por varios proyectos de museos de gran escala en la década de 1980. En 1981 fue elegida para reformar la estación de trenes de Orsay en París, originalmente diseñado por Victor Laloux, en el Museo de Orsay. El espacio expone obras de artistas franceses de 1848 a 1915. Este trabajo llevó a conseguir comisiones como el Pabellón de Italia en la Exposición Universal de Sevilla 1992, el encargo para crear un espacio para el Museo Nacional de Arte Moderno en el Centro Georges Pompidou de París, la restauración del Palazzo Grassi como un museo de arte en Venecia (1985); la conversión de una antigua embajada de Italia en Berlín en una Academia de Ciencias y la reforma del Palacio Nacional de Montjuïc (Barcelona), como Museo nacional de Arte de Cataluña (1985). En San Francisco, ella convirtió la Biblioteca Central de la ciudad en un museo de arte asiático. En 2008 llevó a cabo la restauración del Palazzo Branciforte en Palermo. En 2011, Aulenti supervisó la expansión del aeropuerto de Perugia.[6]
Ella entendía que para diseñar eficazmente los ambientes domésticos, se hacía necesario entablar un diálogo con los elementos y cualidades del entorno urbano. De esta forma, se podrían generar formas arquitectónicas en las que los ámbitos privado y el público compartieran su complejidad formal y estilística.[7]