Гвен Рене Стефани родилась 3 октября 1969 года в Анахайме, США. Отец будущей звезды — Дэнис Стефани — американец итальянского происхождения, а мать — Пэтти Флинн имеет ирландские и шотландские корни. Стефани не была единственным ребенком в семье: у нее есть сестра, Джилл, и два брата Эрик и Тодд.

Стефани окончила Калифорнийский государственный университет в Фулертоне и Высшую школу Лоара (выпуск 1987), где она была одним из членов команды по плаванию.

Поначалу Гвен Стефани подрабатывала мытьем полов в кафе Dairy Queen и продавщицей в лавке. Ее певческая карьера началась в 1986 году, когда ее брат Эрик вместе со своим другом Джоном Спенсем организовали группу «No Doubt». Гвен стала лидером группы после того, как Эрик покинул ее в надежде сделать карьеру аниматора, рисуя мультфильмы «Симпсоны», а организатор группы Джо Спенс в декабре 1987 года покончил с собой.

Успех пришёл к группе не сразу: первые два альбома — «No Doubt» (1992) и «The Beacon Street Collection» (1995) — не нашли широкого интереса у слушателей. Однако третий альбом «Tragic Kingdom», во многом благодаря хитам «Just a Girl» и «Don't Speak», написанным при непосредственном участии Стефани, позволил «No Doubt» совершить огромный рывок вперёд.

После выхода альбома "Tragic Kingdom" Гвен приобрела еще большую популярность и узнаваемость.

В составе «No Doubt» Стефани приняла участие в записи последующих альбомов группы — «Return of Saturn» и «Rock Steady». Во многом благодаря харизме Стефани «No Doubt» сумела превратититься во всемирно известную поп-группу.

Работать отдельно от группы певица начала ещё в 2000 году, выпустив совместно с Моби сингл «South Side», а в 2002 — совместно с Ив сингл «Let Me Blow Ya Mind», что даже принесло ей «Грэмми».

Дебютный сольный альбом Стефани, «Love. Angel. Music. Baby.», вышел в ноябре 2004 года. Во время записи альбома певица сотрудничала с Линдой Перри, Фарреллом Уильмсом, Андре 3000 и многими другими. Плод совместной работы музыкантов имел серьезный успех: в первую неделю в США было продано 310 000 копий альбома, что больше чем объем продаж какого-либо альбома «No Doubt» в соответствующий период. Альбом поднялся до 5 строчки хит-парада «Billboard Top 200», стал 5 в канадском чарте, четвертым — в британском и первым — в австралийском.

Многие критики отметили сходство музыкального материала альбома «Love. Angel. Music. Baby.» с ранними работами Мадонны, более того, образ Стефани-блондинки явно напоминает «классическую» Мадонну.

Также в 2004 году Гвен досталась эпизодическая роль в кинофильме Мартина Скорсезе «Авиатор» (2004). Там она сыграла голливудскую кинозвезду Джин Харлоу. Партнёрами по съемочной площадке были такие известные актёры как Леонардо ДиКаприо}, Кейт Бэкинсейл, Кейт Бланшетт и Алек Болдуин.

По итогам 2005 года журнал Billboard признал песню «Hollaback Girl» из дебютного альбома певицы самой продаваемой композицией на американском рынке. Помимо этого, эта песня была представлена к получению премии «Грэмми» в двух номинациях.

1 декабря 2006 года состоялась презентация второго сольного альбома Гвен Стефани под названием «The Sweet Escape».

В 2009 году Гвен вместе с коллегами из «No Doubt» сыграла короткую роль в сериале «Сплетница».

В 2010 году Гвен вместе с другими участниками группы «No Doubt» отправилась в тур по США, по окончанию которого они приступили к работе над шестым студийным альбомом.

Первый сингл под названия «Settle Down» вышел в июле 2011 года, а презентация самого альбома «Push and Shove» состоялась 25 сентября 2012 года.

В 2013 году группа «No Doubt» появились в одном из эпизодов сериала «Портландия».