Галина Логинова родилась в Туапсе (по другим данным — в Днепропетровске) в семье офицера. Окончила среднюю школу в Днепропетровске.
В 1972 году окончила ВГИК (мастерская Владимира Белокурова). Начала сниматься в кино ещё студенткой. Первая роль — в популярном телесериале «Тени исчезают в полдень» (1971). Играла в театре и кино. Наиболее известная роль — Беатриче в телефильме «Много шума из ничего» (1973) и Молли в детективе «Миллионы Ферфакса» (1980).
В 1973 году поступила в штат киностудии имени Довженко в Киеве. Познакомилась с врачом-югославом Богданом Йововичем и, несмотря на нажим и угрозы со стороны КГБ, вышла за него замуж. 17 декабря 1975 года родила дочь Милицу (Миллу).
В январе 1981 года вместе с мужем и дочерью эмигрировала из СССР. Советские власти немедленно запретили прокат фильмов с участием Логиновой-Йовович, что лишило её доходов. Семья несколько лет прожила в Лондоне, затем переехала в США: в Сакраменто, затем в Лос-Анджелес.
В 1980-х годах супруги Йовович работали домашней прислугой в доме голливудского режиссёра Брайна де Пальма. Галина посвятила себя воспитанию дочери и развитию её карьеры. В 2000-х годах снялась в нескольких российских и американских фильмах.
В настоящее время проживает в Нью-Йорке. Является агентом своей дочери.