Brazylijczyk swoją przygodę z wyścigami zaczął w wieku siedmiu lat, startując w lokalnych zawodach kartingowych. Szybko wykazał się szybkością i talentem, w związku z czym na stałe przeniósł się do Europy. Startował w zawodach kartingowych do 2019 roku, a wśród jego największych sukcesów znalazły się finisze w czołowej trójce zarówno w europejskich, jak i w światowych mistrzostwach juniorów. Został także wicemistrzem serii WSK Super Master.
W sezonie 2020 zadebiutował w wyścigach bolidów jednomiejscowych, startując we włoskiej serii F4, w której zasilał szeregi zespołu Prema Powerteam. Bortoleto swój przełomowy występ zaliczył na torze Mugello, gdzie w trzech wyścigach zajął odpowiednio 2., 3. oraz 1. miejsce. Dołożywszy jeszcze dwa miejsca na podium na Monzy zakończył sezon na 5. lokacie w klasyfikacji ogólnej i 4. w zestawieniu debiutantów.
Obiecująca kampania we Włoskiej F4 zapewniła Gabrielowi awans do serii FRECA. Ścigając się w barwach FA Racing - zespołu, nad którym miał pieczę sam Fernando Alonso z ramienia MP Motorsport - zdobył swoje premierowe punkty już w debiucie na Imoli. Na następny taki wynik musiał jednak poczekać aż 7 rund. Złą passę przełamał podium zdobytym w drugim wyścigu na torze Red Bull Ring, po czym zajął jeszcze kilka razy miejsce w punktach. To zapewniło mu 15. pozycję w klasyfikacji końcowej.
W następnym sezonie dołączył do zespołu R-ace GP, dla którego zdołał zwyciężyć wyścig na Spa i pod Barceloną. Zmagania ukończył na 6. miejscu, finiszując za jednym z dwóch kolegów zespołowych - Hadrienem Davidem. Doświadczenie zdobyte z tych lat pozwoliło mu na dołączenie do stawki mistrzostw F3 w barwach zespołu Trident na rok 2023.
Brazylijczyk rozpoczął kampanię od zwycięstw w wyścigach głównych w Australii oraz Bahrajnie, po czym aż do weekendu na Spa utrzymywał passę zawodów ukończonych w punktach. Dołożył przy tym podia w Austrii, Wielkiej Brytanii oraz na Węgrzech. Mocny weekend na Monzy zapewnił mu mistrzowski tytuł, czym naturalnie zagwarantował sobie awans do F2 i miejsce w akademii juniorów McLarena.
Sezon 2024 przejeździł w barwach Invicta Racing. Mimo trudnego początku sezonu i braku jakiejkolwiek zdobyczy punktowej w Arabii Saudyjskiej oraz Australii, Gabriel zdołał odmienić złą passę, zdobywając swoje pierwsze podium na Imoli. Do tego dołożył jeszcze podium w sprincie w Monako oraz serię wyników w punktach, w czasie której wygrał główne zawody na Red Bull Ringu.
Gabriel zaliczył piorunującą końcówkę zmagań, a na szczególną uwagę zasłużył weekend we Włoszech, gdzie Brazylijczyk zwyciężył w wyścigu głównym, startując z ostatniej pozycji. To pozwoliło mu dogonić lidera klasyfikacji generalnej - Isacka Hadjara, a podwójne podium w ostatniej rundzie w Abu Zabi pozwoliło mu przypieczętować tytuł mistrza F2. Tym samym Bortoleto został pierwszym kierowcą od czasu Oscara Piastriego, który rok po roku wygrywał serie na zapleczu królowej motorsportu.
Jeszcze przed finiszem ówczesnych zmagań Brazylijczyk doczekał się potwierdzenia awansu do F1. Dołączył do ekipy Saubera, która od sezonu 2026 zmieni się w fabryczny team Audi. Oznaczało to oczywiście pożegnanie się ze szkółką McLarena. Jego pierwszym zespołowym partnerem w mistrzowskiej serii został Nico Hulkenberg.
