Nacida y criada en una familia de clase media en São Bernardo do Campo, en el Gran São Paulo, es bisnieta de italianos^[2]​ por parte de madre y padre.^[2]​ Siempre interesada en las artes escénicas y visuales, tomó un curso de teatro durante su niñez y adolescencia . Cuando cumplió dieciocho años, en 1991, y ya formada como actriz, trabajando en obras de teatro amateur, se fue a vivir sola a la Capital de São Paulo en busca de mejores oportunidades profesionales. En 1992 comenzó a actuar como cantante en espectáculos musicales en las obras en las que ya estaba trabajando. Su primera obra profesional tuvo lugar en 1993, en Quijote, y en 1998 se graduó en pintura en la Facultad de Bellas Artes de São Paulo .^[3]​^[4]​

Interpretó a la villana Lindinha en la telenovela O Cravo e a Rosa (2000), de TV Globo . También actuó en Deseos de mujer (2002), Mulheres Apaixonadas (2003),^[3]​ Kubanacan (2003), Da Cor do Pecado (2004) y Cabocla (2004).^[3]​

Su primera película fue Carandiru (2003), de Héctor Babenco . En 2005, repitió el papel en la miniserie Carandiru, Outras Histórias, basada en el libro homónimo que dio origen a las adaptaciones. En el mismo año, interpretó a la villana Bruxa en la telenovela Prova de Amor, de RecordTV .

Estaba programada para actuar en Vidas Opostas (2006), como la protagonista Joana, pero su participación fue cancelada por su embarazo. Interpretó a Alicia en Amor e Intrigas (2007), su primera protagonista.

Actuó en las películas Os Desafinados, de Walter Lima Jr. y Sem Controle, de Cris D'Amato, ambas estrenadas en 2008.^[5]​

En 2010, interpretó a Divina en Vidas em Jogo . De vuelta en TV Globo, actuó en Em Família (2014), Sete Vidas (2015), Malhação: Seu Lugar no Mundo (2015) y Novo Mundo (2017).

En 2018, regresó a RecordTV, interpretando a la villana Herodíade en la telenovela Jesús .

De 2002 a 2008 estuvo casada con el director de Globo, Vinícius Coimbra . Los dos se conocieron durante el rodaje de la telenovela Destinos de Mulher, dirigida por él. Ambos tienen un hijo, Tito Gerbelli Ceroni Coimbra. Vanessa es sobrina paterna de la actriz Noemí Gerbelli, quien la impulsó en las artes.^[6]​

Mantuvo una relación con el actor Gabriel Falcão^[7]​^[8]​ y desde 2017 sale con el actor Danilo Dal Farra^[9]​

El 17 de julio de 2018, la actriz perdió a su hermano, Gian Gerbelli, víctima de un accidente de motocicleta, en la Carretera Raposo Tavares, en el estado de São Paulo.^[10]​ El 10 de septiembre de 2019 perdió a su padre, Romeu Gerbelli, que tenía 76 años, a causa de una leucemia . En entrevistas reveló que sufrió mucho, pues todo estaba pactado para que le donara médula ósea, pero no tuvo tiempo. También dijo que su padre era muy humilde y pasó por muchas dificultades en la vida, tanto económica como emocionalmente, porque su padre no conoció a su propia madre, quien murió en el parto, donde fue criado por sus tías.^[11]​