Галина Павловна родилась 25 октября 1926 года в Ленинграде, ныне — Санкт-Петербург, но почти всё детство провела в Кронштадте. Отец был репрессирован перед войной. Перенесла Ленинградскую блокаду, в возрасте шестнадцати лет служила в частях ПВО. В 1943–44 гг. в течение полугода училась в Ленинградской Музыкальной школе для взрослых им. Н. А. Римского-Корсакова в классе сольного пения И. С. Дид-Зурабова.

Имея от природы поставленный голос, в 1944 году поступила в Ленинградский областной театр оперетты в хор, затем стала исполнять сольные партии. В первом браке была замужем за военным моряком Георгием Вишневским, с которым развелась через два месяца, но сохранила его фамилию; во втором — (официально незарегистрированном, или, вернее сказать, не до конца оформленном по всем правилам[5]) браке — за директором Ленинградского театра оперетты Марком Ильичом Рубиным, который после ухода из театра стал её импресарио.

С 1951 по 1952 год, уйдя вместе с мужем из театра оперетты, брала уроки пения у Веры Николаевны Гариной, чередуя занятия классическим вокалом с выступлениями в качестве эстрадной певицы. В 1952 году приняла участие в конкурсе в стажерскую группу Большого театра, была принята, несмотря на отсутствие консерваторского образования, и вскоре (по образному выражению Б. А. Покровского) стала «козырной картой в колоде Большого театра», ведущей солисткой главного оперного театра страны, где исполнила более чем 30 партий, среди, которых — Татьяна в «Евгении Онегине» и Лиза в «Пиковой даме» П. И. Чайковского; Купава в «Снегурочке» Н. А. Римского-Корсакова; Донна Анна в «Каменном госте» А. С. Даргомыжского; Аида в одноимённой опере Дж. Верди (в этой партии в 1962 дебютировала в театре «Ковент-Гарден», Лондон, выступала в «Метрополитен-Опера», Нью-Йорк); «Тоска» и «Мадам Баттерфляй» Дж. Пуччини.

Мстислав Ростропович и Галина Вишневская, 1965
В 1955 году, спустя четыре дня после знакомства, вышла замуж в третий раз за знаменитого впоследствии виолончелиста М. Л. Ростроповича, в ансамбле с которым (М. Л. Ростропович — сначала в качестве пианиста, а впоследствии и дирижёра) выступала на самых престижных концертных площадках мира. В это время певице покровительствовал находившийся последние годы на службе Николай Булганин[6].

В 1966 году снялась в заглавной роли в фильме-опере «Катерина Измайлова» Д. Д. Шостаковича (режиссёр Михаил Шапиро). Была первой исполнительницей ряда посвященных ей сочинений Д. Д. Шостаковича, Б. Бриттена и других выдающихся современных композиторов. Под впечатлением от прослушивания её записи «Бразильской бахианы» написано стихотворение Анны Ахматовой «Слушая пение» (1961).

Выступала и записывалась с крупнейшими дирижёрами: Гербертом фон Караяном, Отто Клемперером, Игорем Маркевичем, Германом Абендротом, А. Ш. Мелик-Пашаевым, Б. Э. Хайкиным и др. Была партнершей выдающихся певцов: С. Я. Лемешева, И. С. Козловского, Г. М. Нэлеппа, И. И. Петрова, И. К. Архиповой, за рубежом — Дитриха Фишера-Дискау, Пласидо Доминго, Николая Гедды и др. Стала одной из первых советских оперных певиц, добившихся признания на мировой оперной сцене (изданная на компакт-дисках трансляционная запись спектакля 1964 г. театра «Ла Скала», «Турандот», Дж. Пуччини, где она выступила вместе с Франко Корелли и Биргит Нильсон, зафиксировала её триумфальный успех в партии Лиу).

В сентябре 1969 года Вишневская и Ростропович предложили проживать на своей даче А. И. Солженицыну, в октябре 1970 написали открытое письмо в его поддержку[7]. В ответ на это власти практически полностью исключили упоминание о Вишневской в СМИ, ввели ограничения творческой деятельности. Тем не менее, Вишневская продолжала выступления в Большом театре, с успехом гастролировала за рубежом, в 1971 была награждена Орденом Ленина.

В марте 1974 года вместе с мужем обратились к Л. И. Брежневу с просьбой о разрешении выезда заграницу[8], которая была удовлетворена. В том же году выехала с мужем и детьми за границу на длительный срок, что было оформлено как командировка Министерства культуры СССР.[9]

Во время пребывания за рубежом, в марте 1978 года, Вишневская и Ростропович были лишены советского гражданства и государственных наград — «за действия, порочащие звание гражданина СССР»[10].

Проживали в США, во Франции, Вишневская выступала в крупнейших театрах мира, ставила в качестве режиссёра оперные спектакли. Прощальное выступление Галины Павловны состоялось в парижской Гранд-Опера в октябре 1982 (в опере «Евгений Онегин», дирижировал Ростропович).

В январе 1990 года, после обращений ряда деятелей искусств, Вишневской и Ростроповичу было возвращено гражданство СССР, указ Президиума Верховного Совета о лишении государственных наград был отменён. В феврале 1990 вернулась в СССР, стала почётным профессором Московской консерватории. От гражданства они с мужем отказались, заявив, что они не просили его у себя ни отбирать, ни возвращать. До конца своих дней она прожила со швейцарским паспортом.[источник не указан 362 дня]

Оставив оперную сцену, с 1993 года выступала в качестве драматической актрисы на сцене МХТ им. Чехова (роль Екатерины Второй в пьесе Е. Греминой «За зеркалом»), сыграла главные роли в кинофильмах «Провинциальный бенефис» (1993, роль Кручининой, по мотивам пьес А. Н. Островского, режиссёр А. Белинский) и «Александра» (2007, режиссёр А. Сокуров).

С 2002 года — руководитель Центра оперного пения Галины Вишневской в Москве. С 2006 — председатель жюри Открытого международного конкурса оперных артистов Галины Вишневской. Президент Всероссийской ярмарки певцов в Екатеринбурге.

В 1984 году ею была написана книга «Галина», в которой певица рассказывает о своей жизни, крайне негативно оценивает общественный строй в СССР. Книга была опубликована на английском, русском и многих других европейских языках. В СССР книга была издана в годы Перестройки. 24 октября 2011 года Галина Вишневская представила новое издание книги «Галина. История жизни», приуроченное к её юбилею.

В 2006 году режиссёр Александр Сокуров, специально в расчете на Галину Вишневскую, написал сценарий к своему новому фильму «Александра». Вишневская сыграла в нём главную роль и проявила себя в качестве незаурядной драматической актрисы.

Скончалась 11 декабря 2012 года на 87-м году жизни в Москве. Церемония прощания с певицей проходила 13 декабря в Центре оперного пения. 14 декабря состоялось отпевание в Храме Христа Спасителя[11]. Похоронена на Новодевичьем кладбище[12][13].