Né à La Spezia en 1939, Gaetano Pesce suit des cours à la faculté d'architecture de Venise. Il s'intéresse à l'art figuratif et expose dans différentes galeries italiennes. Il étudie également à l'Institut supérieur de design industriel de Venise. En 1959, il participe à la fondation du groupe "N" de Padoue. Au sein de ce dernier, il collabore avec le Gruppo Zéro en Allemagne et le Group de recherche d'art visuel à Paris, puis avec le Gruppo T de Milan. 

Il a de nombreux contacts à la Hochschule für Gestaltung d'Ulm, où il expose. Il donne de nombreuses conférences et présente son premier Manifeste pour une architecture élastique en 1961. En 1965, il rencontre Césare Cassina. Il crée alors pour la société Cassina le fauteuil Yeti en 1968, et fonde la société Bracciodiferro avec Francesco Binfare, afin d'éditer des objets expérimentaux. Il réalise pour la société CetB la série de sièges UP, en mousse de polyuréthane et jersey. En 1971, il présente un projet d'habitat pour deux personnes s'insérant dans un projet global de Ville souterraine à l'époque des grandes contaminations, à l'exposition "Italy, the New Domestic Landscape" à New York en 1972. Le musée des Arts décoratifs de Paris lui consacre en 1975 une exposition intitulée "Le futur est peut-être passé" organisé par le CCI. 

Les recherches de Gaeano Pesce deviennent une référence pour le nouveau design italien. Elles proposent une mise en scène des nouvelles technologies de fabrication des objets et rompent avec la répétition de la production en série, comme le montrent les séries différenciées, le siège Golgotha en 1972, le fauteuil Sit Down en 1980 ou encore le siège Dalila en 1980, édités par la Cassina. 

Il poursuit sa recherche avec des exemples de design aléatoire, exploitant le défaut de fabrication comme une qualité, comme par exemple à travers la table Sansone I en 1980 et la Pratt Chair en 1983. En 1986, le fauteuil en feutre Feltri constitue un détournement de matériau industriel. Gaetano Pesce participe à de nombreux projets et concours tels que un "loft vetical", un gratte-ciel à Manhattan en 1978, l'immeuble du Chicago Tribune à New York en 1980 ou encore l'aménagement des Halles à Paris en 1979.