La modelo brasileña en su época de estudiante, era tan flaca que sus amigos la llamaban Olivia Palito, comparándola con la novia del personaje animado Popeye.

A los 13 años, fue descubierta por un agente de modelos de Dilson Stein cuando ella estaba comiendo una hamburguesa en un restaurante de McDonalds. Cuando la entrevistaron, ella aclaró que no conocía nada del modelaje y le tenía un mal concepto.

Siendo adolescente, se mudó a Nueva York para debutar en New York Fashion Week, en donde fue un éxito y la aceptaron en el mundo del desfile de pasarela.
Dicha incursión le sirvió para desfilar para las firmas Valentino, Zara, Yves Saint Laurent, Bvlgari, Tommy Hilfiger, Chloe, Celine, Versace, Christian Dior, Michael Kors, Ralph Lauren, Victoria’s Secret y Dolce & Gabbana.

También ha aparecido en las revistas Allure, Marie Claire, Vogue de Estados Unidos e Italia, Harper’s Bazaar, Arena y Rolling Stone.

A pesar de estar por debajo de su peso normal, la figura de Gisele se considera voluptuosa. La revista Vogue hizo el comentario de que su cuerpo marca el retorno de la modelo sensual y el final de las modelos muy flacas parecidas a Kate Moss.

En el 2000, sus ingresos anuales fueron de ocho millones de dólares y ganaba entre 7.000 y 15.000 dólares por hora para cualquier presentación.