Giovanni Poleni was een zoon van markies Jacopo Poleni en hij studeerde klassieke talen, filosofie, theologie, wiskunde en natuurkunde aan de school van de Broeders van Somaschi in Venetië. Op 25-jarige leeftijd werd Poleni aangesteld tot hoogleraar astronomie aan de Universiteit van Padua. In 1715 verkreeg hij de leerstoel van natuurkunde en vier jaar later volgde hij Nicolaus II Bernouli op als hoogleraar in de wiskunde.
Poleni gold als een expert in de waterbouwkunde en daardoor werd hij door de Venetiaanse Senaat belast met de zorg voor de wateren in het laagland van Lombardije en moest hij overstromingen zien te voorkomen. Hij werd ook herhaaldelijk ingeschakeld om te beslissen over zaken tussen vorsten wier staten door waterwegen werden begrensd.
Nadat Poleni het nieuws hoorde over de rekenmachines die Isaac Newton en Blaise Pascal hadden gemaakt besloot hij om een eigen rekenmachine uit te vinden. In 1709 voltooide hij zijn rekenmachine en zijn machine was in de vorm van een grote klok en was gemaakt van hout en ijzer.[2] Hij vernietigde zijn klok toen hij hoorde dat Anton Braun 10.000 gulden had gekregen voor zijn eigen rekenmachine, die hij had opgedragen aan Keizer Karel VI. Poleni beschreef de werking van zijn machine wel in zijn Miscellanea.
Poleni's observaties over vallende gewichten (gelijkend aan het onderzoek van Willem Jacob 's Gravesande) leidde tot een controverse tussen hem met Samuel Clarke en andere Newtonianen. Dit leidde tot het zogenaamde "vis viva dispuut" in de wetenschapsgeschiedenis.
Door zijn kennis van architectuur werd Poleni door Paus Benedictus XIV gevraagd om de koepel van de Sint-Pietersbasiliek te onderzoeken. Als onderdeel van het structurele onderzoek van de koepel gebruikte hij een correct geladen ophangketting om de vorm van de kabelbaan te bepalen waarop hij de nodige restauratiewerkzaamheden aanraadde.
