Graţiela Leocadia Gavrilescu s-a născut la 24 iunie 1966, la Bucureşti.
A absolvit cursurile Facultăţii de Tehnologie Petrochimică - Universitatea de Petrol şi Gaze Ploieşti (1989). A efectuat studii postuniversitare în mai multe specializări: marketing industrial - Institutul de Management Bucureşti (1992); probleme de medicina muncii - Institutul de Medicină Bucureşti (1994); management în administraţia publică locală - Institutul Naţional de Administraţie Bucureşti (2007).
A fost inginer chimist-tehnolog în prelucrarea cauciucului (1990-1994), responsabil toxicologie şi protecţia mediului (1994-1996), în cadrul SC ARPACOR SA Bucov. A deţinut funcţia de director general al firmei ARPAROM SA Bucov (1996-2004).
A fost membru în Consiliul Director al AJOFM Prahova şi vicepreşedinte al CNIMM Ploieşti (2000-2004).
În plan politic, a condus organizaţia municipală a Partidului Umanist Român (PUR) Ploieşti (2003-2004), din 2004 a devenit membru al PNL Prahova, a fost preşedinte al Organizaţiei Femeilor Liberale (OFL) Prahova (2006-2011) şi din martie 2011, vicepreşedinte al OFL.
În iunie 2014, a anunţat că demisionează din PNL. La 25 iulie 2014, Grupul de Iniţiativă pentru Păstrarea Identităţii Liberale a anunţat că, până la congresul Partidului Liberal Reformator (PLR), constituit de Călin Popescu Tăriceanu, Graţiela Gavrilescu devine preşedinte interimar al formaţiunii. La Congresul PLR din 1-2 august 2014, Călin Popescu-Tăriceanu a fost ales preşedinte, iar Graţiela Gavrilescu a fost aleasă între cei 19 vicepreşedinţi ai partidului. Din septembrie 2014, după transformarea Grupului parlamentar PC în PC - PLR, devenit, ulterior ALDE, Graţiela Gavrilescu a devenit membră a acestui grup. Este vicepreşedinte ALDE şi copreşedinte al Filialei Prahova a partidului, potrivit CV-ului postat pe site-ul Camerei Deputaţilor şi site-ului oficial al formaţiunii politice, http://www.alde.ro/.
A fost viceprimar al municipiului Ploieşti (2004-2007).
În legislatura 2004-2008, a fost aleasă deputat în circumscripţia electorală nr. 31 Prahova pe listele Alianţei Dreptate şi Adevăr PNL-PD, din decembrie 2007. Din februarie 2008, a făcut parte din Comisia pentru învăţământ, ştiinţă, tineret şi sport.
În legislatura 2008-2012, a fost aleasă deputat al PNL în circumscripţia electorală nr. 31 Prahova, colegiul uninominal nr. 3. A fost membru în Comisia pentru sănătate şi familie şi în Comisia pentru egalitatea de şanse pentru femei şi bărbaţi (din martie 2009). A deţinut calitatea de membru supleant în Delegaţia Parlamentului României la Adunarea Parlamentară a OSCE.
În legislatura care a început în 2012, şi-a păstrat poziţia de deputat în Colegiul 3 Prahova. Până în iulie 2014, a făcut parte din Grupul parlamentar al PNL, apoi a devenit deputat independent. Până în septembrie 2014, a fost vicepreşedinte al Comisiei pentru sănătate şi familie. Din septembrie 2014, a făcut parte din Grupul parlamentar ALDE. A fost membru al Comitetului Director al Grupului Român al Uniunii Interparlamentare.
A fost ministru al Mediului, Apelor şi Pădurilor (17 dec. 2014 - 17 nov. 2015).
La alegerile locale din 5 iunie 2016, a obţinut câte un mandat în Consiliul Judeţean Prahova şi în Consiliul Local Ploieşti, la care a renunţat imediat după scrutin. A candidat şi pentru funcţia de primar al Ploieştiului, clasându-se pe locul al treilea.
În urma alegerilor legislative din 11 decembrie 2016, a obţinut un nou mandat de deputat de Prahova, pe listele ALDE. Este membru al Comisiei pentru sănătate şi familie. AGERPRES