Gwen Stefani nació el 3 de octubre de 1969 en Fullerton y creció en Anaheim, California, en una familia que ejercía la religión católica. Su padre Dennis Stefani, es un italoamericano que a noviembre de 2008, trabaja como ejecutivo de marketing en la compañía Yamaha. Su madre Patty Flynn, es irlandesa de ascendencia escocesa y trabajó como auxiliar contable antes de ser ama de casa. Stefani es la segunda de cuatro hermanos, dos menores llamados Jill y Todd y uno mayor llamado Eric.

En 1987, el hermano mayor de la artista Eric, formó junto con el cantante John Spence un grupo al que llamaron No Doubt y le propuso a su hermana que cantase con ellos. La banda tuvo varias incorporaciones y salidas. Obtuvieron gran éxito en 1995 con el álbum Tragic Kingdom, el cual vendió 25 millones de copias. Eric se retiró de la banda y trabaja como dibujante en la serie televisiva Los Simpson. Mientras estudiaba en la preparatoria, Stefani practicaba natación y después de abandonar la secundaria, comenzó a estudiar en la Universidad del estado de California de Fullerton.

Muchas familiares de Stefani son diseñadoras de moda y la gran mayoría de vestidos que usa, los diseña ella misma o su madre. Desde pequeña le gustaban los espectáculos musicales de las películas The Sound of Music y Evita. La primera vez que cantó en público fue en la preparatoria de Loara, donde interpretó "Have Confidence" del musical The Sound of Music, vestida con un traje que diseñó y a su vez inspirado en la obra.


Eric Stefani introdujo a su hermana al género musical 2 Tone diseñado por Madness y The Selecter. En 1986 le propuso que fuera la voz principal de No Doubt, banda que había formado. Finalmente, en 1991, la banda firmó un contrato con la compañía discográfica Interscope Records.

No Doubt lanzó un álbum homónimo en 1992, pero el sonido ska-pop no fue exitoso y no pudo enfrentar a la popularidad del grunge de ese entonces. Stefani rechazó la imagen agresiva de las cantantes de la época, citó a Deborah Harry como su mayor influencia y señaló que era sexy y poderosa. El tercer álbum de No Doubt, Tragic Kingdom de 1995, tardó más de tres años en grabarse. Durante este tiempo la banda afrontó diversos problemas, entre ellos el abandono de Eric y el rompimiento de la relación sentimental de Gwen Stefani y el bajista Tony Kanal. Gracias a ello, la cantante escribió varias canciones para el álbum, como "Don't Speak", "Sunday Morning" y "Hey You", cronológicamente acerca de su relación y la felicidad que sentían. Cinco sencillos fueron lanzados para la promoción y "Don't Speak" fue la canción más popular de Estados Unidos en 1997. Stefani dejó la universidad por un semestre para estar presente en la gira Tragic Kingdom Tour, pero no regresó debido a que había durado más de dos años. El álbum vendió más de 16 millones de copias mundialmente y recibió varias nominaciones a los Premios Grammy.

Lanzaron un álbum menos popular titulado Return of Saturn en 2000, el cual incluía influencia musical de new wave y de su antecesor.Varias letras enfocaban la relación de Gwen Stefani y el cantante de la banda Bush, Gavin Rossdale e incluían referencias hacia el embarazo y las relaciones sentimentales. Sacaron un álbum en 2001, Rock Steady, que incluyó géneros musicales como reggae, dance y new wave. Recibió críticas mayoritariamente positivas. Generó posiciones muy altas para los sencillos que lanzó y "Hey Baby" y "Underneath It All" obtuvieron premios Grammy.

En 2003, la banda lanzó tres tipos de álbumes recopilatorios titulados The Singles 1992-2003, Boom Box y Everything in Time. El primero fue el que obtuvo promoción e incluía una nueva versión de la canción "It's My Life" de Talk Talk. En 2006, los otros miembros de No Doubt anunciaron que estaban grabando una nueva producción sin Stefani, aunque agregaron que volverán a trabajar con ella después de que termine su gira The Sweet Escape Tour.