Vittoria Guazzini commence le cyclisme à sept ans au Velo Club Seano One à Carmignano. En 2014, en catégorie esordienti, elle gagne 12 courses dont le championnat d'Italie. En catégorie allievi, elle court pour le club de San Vincenzo et gagne notamment 15 courses en 2016. L'année suivante, elle passe en catégorie junior dans l'équipe Vecchia Fontana[1]. Elle s'illustre en équipe d'Italie junior de poursuite par équipes avec Martina Fidanza, Letizia Paternoster et Chiara Consonni, remportant les titres de championnes d'Europe et du monde. Aux mondiaux, elles établissent un record du monde de la catégorie, parcourant les 4000 mètres en 4 min 21 s 554.
En 2018, elle rejoint l'équipe Zhiraf Guerciotti[1]. Elle brille sur piste et sur route. Aux championnats d'Europe et du monde juniors sur piste, elle décroche les trois mêmes médailles d'or, dans l'omnium et les poursuites individuelle et par équipe. Sur route, elle est championne d'Europe junior du contre-la-montre, médaillée d'argent en course en ligne, et réalise un doublé aux championnats d'Italie.
Elle passe en catégorie élite au sein de l'équipe Valcar-Cylance en 2019. En début d'année, elle dispute ses premiers championnats du monde sur piste élite. Avec la formation italienne, elle est cinquième de la poursuite par équipes. Sur route, elle termine troisième avec l'équipe italienne du championnat d'Europe en relais mixte en 2019 et 2020. En 2020, elle est également double championne d'Europe sur piste, en course à l'américaine avec Elisa Balsamo et en poursuite par équipes chez les espoirs.