Gianluca Capuano studierte Orgel, Komposition und Orchesterleitung am Konservatorium seiner Geburtsstadt Mailand. Seine Kenntnisse in historischer Aufführungspraxis vertiefte er unter anderem an der Scuola Civica di Milano.
Als Dirigent und Organist tritt er in ganz Europa, den USA, Russland und Japan auf. Er ist regelmäßig bei renommierten Festivals, Opernhäusern und Orchestern wie Concerto Köln, dem Ensemble I Barocchisti, dem Orchestra Arpeggione, der Semperoper Dresden, der Oper Köln und am Opernhaus Zürich zu Gast. 2011 nahm er gemeinsam mit Concerto Köln Leonardo Vincis Artaserse auf CD auf. Dem folgten 2012 eine Europatour sowie die Leitung der Wiederaufnahme im Dezember desselben Jahres an der Oper Köln. Er arbeitete mit Künstlern wie Michael Chance, Emma Kirkby, Cecilia Bartoli, Max Emanuel Cencic, Philippe Jaroussky, Diego Fasolis, Lorenzo und Vittorio Ghielmi zusammen. Darüber hinaus leitet er Il canto di Orfeo, ein von ihm gegründetes Alte-Musik-Ensemble, spezialisiert auf die italienische Musik des 16. und 17. Jahrhunderts.
Eine enge Zusammenarbeit verbindet ihn mit Cecilia Bartoli, mit der er zuletzt Norma beim Edinburgh Festival, dem Festspielhaus Baden-Baden und dem Théâtre des Champs-Élysees in Paris erarbeitete sowie kürzlich Händels Ariodante und Rossinis La donna del lago bei den Salzburger Festspielen 2017.
Am STAATSTHEATER KARLSRUHE leitet er 2016/17 die Neuproduktion von Mozarts La clemenza di Tito.