Гвен Рене Стефани родилась в Анахайме — городе неподалеку от Лос-Анджелеса. Отец будущей звезды — Дэнис Стефани — американец итальянского происхождения, а мать — Пэтти Флинн имеет ирландские и шотландские корни. У неё есть сестра, Джилл, и два брата Эрик и Тодд. Джилл снималась в клипе No Doubt на песню Just A Girl.
Стефани окончила Университет штата Калифорния в Фулертоне и Высшую школу Лоара (выпуск 1987), где она была одним из членов команды по плаванию. Первой работой Стефани было мытье полов в фастфуде Dairy Queen, также она работала в магазине.
С 14 сентября 2002 года Гвен Стефани замужем за Гэвином Росдэйлом, вокалистом и гитаристом британской рок-группы Bush. У супругов двое сыновей — Кингстон Джеймс МакГрегор (26.05.06) и Зума Неста Рок (20.08.08). Её падчерица — фотомодель Дэйзи Лоу (27.01.89).
Гвен Стефани появилась в No Doubt, тогда ска-группе, в 1986 году — непосредственно в год основания коллектива. Она попала в группу благодаря старшему брату, Эрику, одному из основателей коллектива. Изначально Стефани была лишь со-вокалисткой No Doubt, но после самоубийства Джона Спенса, вокалиста группы, Стефани заняла позицию лидера.
Успех пришёл к группе не сразу: первые два альбома — No Doubt (1992) и The Beacon Street Collection (1995) не нашли широкого интереса у слушателей. Однако третий альбом Tragic Kingdom, во многом благодаря хитам Just a Girl и Don't Speak, написанным при непосредственном участии Стефани, позволил No Doubt совершить огромный рывок вперёд.
В составе No Doubt Стефани приняла участие в записи последующих альбомов группы — Return of Saturn и Rock Steady. Во многом благодаря харизме Стефани No Doubt сумели превратиться во всемирно известную поп-группу.
Работать отдельно от группы певица начала в 2000 году, выпустив совместно с Моби сингл South Side, а в 2002 — совместно с Ив сингл Let Me Blow Ya Mind, что даже принесло ей «Грэмми».
Дебютный сольный альбом Стефани, Love. Angel. Music. Baby., был выпущен 22 ноября 2004 года в Европе и Азии и 23 ноября 2004 года в Северной Америке. Во время записи альбома певица сотрудничала с Линдой Перри, а также с Фарреллом Уильмсом, Андре 3000 и многими другими. Плод совместной работы музыкантов имел серьёзный успех: в первую неделю в США было продано 310 000 копий альбома, что больше чем объем продаж какого-либо альбома No Doubt в соответствующий период. Альбом поднялся до 5 строчки хит-парада Billboard Top 200, стал 5 в канадском чарте, четвертым — в британском и первым — в австралийском.
В музыкальном плане сольная работа Гвен Стефани заметно отличается от работ No Doubt. Для Love. Angel. Music. Baby. характерно звучание поп-музыки 1980-х. Многие критики отметили сходство музыкального материала с ранними работами Мадонны, более того, образ Стефани-блондинки явно напоминает «классическую» Мадонну.
С альбома Love. Angel. Music. Baby. было выпущено 6 синглов: What You Waiting For?, Rich Girl, Hollaback Girl, Cool, Luxurious и Crash. Наиболее коммерчески успешным стал третий, Hollaback Girl, который установил своеобразный рекорд: песня стала первой композицией, число загрузок которой в магазине iTunes превысило миллион раз, и самой часто загружаемой композицией в магазине iTunes в 2005 году. По итогам года журнал Billboard признал её самой продаваемой композицией на американском рынке. Помимо этого, эта песня была представлена к получению премии «Грэмми» в двух номинациях.
Гвен Стефани снялась в нескольких фильмах. Её самая заметная работа в кино роль голливудской актрисы и секс-символа 1930-х годов Джин Харлоу (1911—1937) в кинофильме Мартина Скорсезе «Авиатор» (2004). Партнёрами Гвен по съемочной площадке были такие известные актёры как Леонардо Ди Каприо, Кейт Бэкинсейл, Кейт Бланшетт и Алек Болдуин.