Джовані дос Сантос під час тренування «Барселони».
Починав займатися футболом у Мексиці, 2002 року переїхав до Іспанії, де продовжив разом з братом Джонатаном навчання у футбольній академії «Барселони».
У сезоні 2006—2007 дебютував у складі другої команди каталонського клубу. Провівши у її складі 27 матчів і відзначившись 6 голами, з наступного сезону 18-річний футболіст почав залучатися до матчів основної команди «Барселони», відіграв у 28 матчах Прімери.
Влітку 2008 року молодий форвард перейшов до складу представника англійської Прем'єр-ліги клубу «Тоттенгем Готспур». Сума трансферу склала 5,4 млн. фунтів[1]. Гравець не зміг закріпитися в основі нового клубу і в березні 2009 був відданий до оренди в інший англійський клуб «Іпсвіч Таун», що виступав у другому за ієрархією дивізіоні країни — Чемпіонаті Футбольної Ліги. Догравши у цьому клубі сезон 2008—2009 і відзначившись 4 голами у 8 іграх, гравець повернувся до «Тоттенгема».
Протягом осінньої частини сезону 2009—2010, проведеної в «Тоттенгемі», футболіст лише одного разу виходив на поле у матчі Прем'єр-ліги і в січні 2010 знову відправився до оренди, цього разу до турецького «Галатасарая», у якому відіграв до кінця сезону.
На початку 2011 року гравець отримав пропозицію продовжити кар'єру на умовах оренди у дніпропетровському «Дніпрі», від якої, втім, відмовився за «сімейними обставинами» та вирішив провести наступну половину сезону в оренді в іспанському клубі «Расинг», за який виступав з лютого місяця до кінця сезону[2], після чого повернувся в «Тоттенгем Готспур».
31 серпня 2012 року дос Сантос підписав чотирирічний контракт з іспанською «Мальоркою»[3], проте за підсумками першого сезону клуб зайняв 18 місце і вилетів в Сегунду, після чого Джовані перейшов у «Вільярреал», де провів наступні два сезони.
Завершив ігрову кар'єру на батьківщині у клубі «Америка» (Мехико), де грав у 2019—2021 роках.
Виступи за збірну
2005 року був викликаний до складу юнацької збірної Мексики U-17 для участі у чемпіонаті світу серед 17-річних. Мексиканці тріумфували на цьому турнірі, а дос Сантос крім золотої медалі чемпіонату також отримав й «срібний м'яч» — нагороду другому найкращому гравцеві змагання.
2007 року брав участь у відбіркових матчах та іграх фінальної частини молодіжного чемпіонату світу U-20, забивши 5 голів у 6 матчах.
Успішні виступи гравця у складі молодіжної збірної привернули увагу тренерів національної збірної Мексики, які того ж 2007 року почали залучати дос Сантоса до матчів головної команди країни. Гравець поступово став ключовою фігурою атакувальної ланки мексиканської збірної. Зокрема посприяв перемозі команди у розіграші Золотого кубку КОНКАКАФ 2009 року, по результатах якого був визнаний найціннішим гравцем турніру.
11 червня 2010 року дебютував на чемпіонатах світу, повністю відігравши матч-відкриття чемпіонату світу 2010, в якому мексиканці зіграли внічию 1:1 з господарями фінального турніру збірною Південно-Африканської Республіки. На момент початку змагання гравець мав в активі 26 ігор та 5 забитих м'ячів у складі національної команди.
У червні 2018 року Дос Сантос був включений до заявки на чемпіонат світу 2018 року в Росії, який став останнім великим турніром для гравця[9]. На третьому для себе «мундіалі» він зіграв лише 13 хвилин проти Південної Кореї, а Мексика вилетіла в 1/8 фіналу.
Загалом провів за збірну 106 ігор і забив 19 голів.