Nata a Imola il 26 marzo 1859, Giuseppina Cattani proviene da una famiglia di disagiate condizioni economiche. Seppur povero, tuttavia, l’ambiente in cui la giovane cresce non è privo di stimoli intellettuali. La famiglia Cattani intrattiene infatti stretti rapporti con esponenti di punta della cultura socialista ed internazionalista, come Andrea Costa, Anna Kuliscioff e il poeta Giovanni Pascoli.
Dato il contesto familiare, caratterizzato dalla presenza di una forte figura materna, Giuseppina non deve molto lottare per vedersi riconosciuto dai genitori il diritto ad una buona istruzione superiore. Così, dopo aver frequentato il Liceo classico «Luigi Galvani» di Bologna, nel 1878 decide di iscriversi alla facoltà di Medicina dell’ateneo, presso la quale nessuna donna prima di lei ha ancora conseguito la laurea.
Presenza anomala in un'istituzione ancora tutta maschile, Giuseppina è decisa a farsi valere. Nello studio chiede il massimo a se stessa; quasi che i già ottimi risultati non le bastino, ricerca l’eccellenza: ripete così l’esame di anatomia, pur avendo conseguito il massimo dei voti, solo per vedervi aggiunta la lode. Nel 1884 poi, pochi mesi prima di laurearsi, viene nominata assistente del laboratorio di patologia generale dell’università, diretto dal professor Guido Tizzoni. È qui che la giovane svolge le sue prime indagini isto-fisiologiche, i cui esiti saranno presentati nello stesso anno presso l’ Accademia dei Lincei.
Dopo aver conseguito la laurea, viene confermata nel suo ruolo di assistente presso l’università. In questo periodo la dottoressa si allontana progressivamente dalla militanza politica che l’aveva impegnata fino ad allora e si dedica, quasi esclusivamente, ad attività di laboratorio. Qui, dopo aver svolto alcune ricerche istologiche sul sistema nervoso, compie numerosi studi batteriologici e nel 1889, in collaborazione con Tizzoni, riesce ad isolare una coltura pura del bacillo del tetano; è il primo passo per avviare a Bologna uno studio approfondito sul ciclo vitale e sulle caratteristiche biologiche dell’agente patogeno, cui seguirà la messa a punto di un siero antitetanico largamente impiegato in Italia, soprattutto fra i soldati durante la prima guerra mondiale.
Sempre nel 1889 inaugura presso l’ateneo bolognese un corso di batteriologia: si tratta di un’iniziativa che segue di poco quella avviata a Berlino da Robert Koch e a Parigi da Émile Roux.
Nel frattempo ha raggiunto altri importanti traguardi. Nel 1886, infatti, assieme agli illustri Bizzozero, Golgi, Luigi Luciani e Pio Foá, la dottoressa viene nominata socia della Società medico-chirurgica di Bologna, il cui accesso non era stato fino ad allora consentito a nessuna donna. L’anno successivo consegue l’abilitazione per la libera docenza in patologia generale.
Pur essendo riuscita ad occupare una posizione di primo piano nella ricerca scientifica, ella non si accontenta di rimanere relegata al rango di semplice assistente e aspira ad un più adeguato riconoscimento professionale. Così, dopo aver tentato invano di ottenere il posto di professore ordinario (nel 1886 e nel 1887 partecipa ai concorsi per le cattedre di istologia a Palermo e patologia generale a Parma e Pisa), Giuseppina Cattani decide di rivolgere il suo sguardo altrove. L’occasione arriva nel 1897, quando viene invitata a dirigere il gabinetto di radiologia, anatomia patologica e batteriologia dell’Ospedale di Imola. Accettato l’incarico, lascia definitivamente Bologna e l’Università
Morirà a Imola nel 1914, a cinquantacinque anni.

Giuseppina Cattani è nota per essere stata la prima donna ad ottenere la laurea in medicina presso l’Università di Bologna, nonché la prima a conseguire il titolo di libera docente in patologia generale.
Le sue doti di abile ricercatrice di laboratorio la portarono ben presto ad interloquire con alcuni dei più noti e prestigiosi rappresentanti della ricerca medica italiana. Celebre è, a questo proposito, la disputa da lei ingaggiata con Camillo Golgi sulla struttura di sostegno delle guaine mieliniche.
Le sue prime indagini sperimentali vennero pubblicate sull’ «Archivio per le scienze mediche», fondato e diretto dal celebre medico Giulio Bizzozero.
La fama della Cattani non rimase peraltro confinata in territorio nazionale: la dottoressa si fece infatti conoscere anche all’estero. In particolare, effettuò un soggiorno di studio a Zurigo con Edwin Klebs , che più volte avrebbe poi citato nei suoi lavori  le ricerche della «fraulein Cattani».
Nel 1889, insieme a Guido Tizzoni, Giuseppina riuscì ad ottenere dalla ferita di un ricoverato presso la clinica chirurgica di Bologna una coltura pura di bacillo tetanico.
Dai risultati ottenuti nelle ricerche cliniche e di laboratorio sul tetano i due studiosi ipotizzarono che il contatto con l’agente patogeno potesse provocare nel siero del sangue di cavie infettate sperimentalmente la formazione di una speciale antitossina (l’ «antitossina Tizzoni-Cattani») , la cui somministrazione avrebbe consentito di bloccare il decorso della malattia e di portare alla completa guarigione. Con i loro risultati i due ricercatori avrebbero consentito di sviluppare nuove strategie terapeutiche contro un’infezione fino ad allora incurabile.

Dopo aver terminato i suoi studi in medicina Giuseppina Cattani balzò agli onori delle cronache giornalistiche di stampo femminista. «L’Italia conta una medichessa in più, e avrà fra poco una professionista di gran cuore e di mente» avrebbe infatti commentato la rivista «La donna» in occasione della sua laurea, senza dimenticare peraltro di sottolineare il legame esistente fra emancipazione femminile e conquista di una autonomia economica: «essa occupa un posto da uomo e percepisce lo stesso modesto emolumento assegnato agli assistenti».
La figura di questa donna «tutta grazia e leggiadria, temprata però di una severità, che impone» non sarebbe sfuggita alle attenzioni della stampa socialista. Così, per esempio, il giornale «La lotta» riferiva di una conferenza ai lavoratori tenuta in una locanda bolognese dalla giovane, in compagnia di sua sorella: «L’effetto su quella folla di operai abbrutiti da un orario estenuante, mal vestiti, alcuni scalzi, fu esteticamente impressionante. La bellezza di quelle due giovani donne li rese estatici, e quando la parola dolce di Giuseppina Cattani disse per la prima volta a quegli uomini di aver fiducia in un avvenire migliore, molti di essi, che forse, dalla madre in poi, mai udirono una parola di speranza, piansero, e quella sera fu propaganda d’amore, non di odio».
Con il tempo, tuttavia, la dottoressa si sarebbe dedicata sempre più esclusivamente alla ricerca di laboratorio, nella quale raggiunse una estrema perizia.  Non a caso, nel 1886 Guido Tizzoni sostenne «essere lei sola in grado di fare le veci del direttore [presso il laboratorio] e di sorvegliare gl’ esperimenti in corso». Dal canto loro, anche personaggi come Camillo Golgi, Luigi Luciani ed Ettore Marchiafava ne riconobbero lo «spirito di fine osservazione», la «diligenza minuziosa», la «mente chiara» e la «conoscenza perfetta della tecnica microscopica».
Nel presentare alla R. Accademia dei Lincei i risultati delle sue Ricerche intorno alla normale tessitura ed alle alterazioni sperimentali dei corpuscoli pacinici degli uccelli (corpuscoli dello Herbst), nel 1884 il segretario Pietro Blaserna lesse, a nome dei soci Bizzozero (relatore) e Mosso: «La Commissione, esaminato il lavoro, lo trova condotto con savio indirizzo, fondato su accurate osservazioni, e svolto con acume di critica. Giovandosi dei migliori metodi d'induzione, la sig. Cattani ebbe modo di riconoscer nuove particolarità di struttura negli organi esaminati; poi, di tener dietro passo passo ai processi di degenerazione e di rigenerazione che in essi avvengono quando, pel taglio dell'ischiatico, sono temporaneamente separati dal centro nervoso. Questi fatti, oltre che pei corpuscoli di Herbst, riescono importanti, in modo generale, anche per la patologia del tessuto nervoso. Epperò la Commissione propone che la Memoria venga stampata in esteso negli Atti dell'Accademia» (Atti della R. Accademia dei Lincei, anno CCLXXXI, s.3, v.VIII, 1883-84, Adunanza generale delle due classi dei giorni 3 e 4 febbraio 1884)
Amica della dottoressa, Anna Kuliscioff non ne condivise tuttavia né lo stile ritirato di vita, né l’orientamento scientifico, concentrato su minuziose indagini sperimentali piuttosto che sui grandi temi della medicina sociale. Così, in una lettera del 1883 indirizzata ad Andrea Costa, la «signora del socialismo italiano» avrebbe commentato: «Il lavoro della Peppina è troppo speciale (…). Io non l’avrei fatto, mi sarei occupata di una cosa più reale e che abbia più importanza».

- Ricerche intorno alla normale tessitura ed alle alterazioni sperimentali dei corpuscoli pacinici degli uccelli (Corpuscoli dell’Herbst). Memoria di Giuseppina Cattani.  Studentessa in medicina e chirurgia in Bologna, Roma, Tipi del Salviucci, 1884.
- Studio sperimentale sulla distensione dei nervi. Nota,  Estratto dalle «Memorie della reale Accademia delle Scienze di Torino», serie II, tomo XXXVII, Torino, Loescher, 1885 - Studio sperimentale intorno alla distensione dei nervi. Ricerche, «Archivio per le scienze mediche», VIII, 49, 1885, pp. 364-416.
- Sulla distensione incruenta dei nervi, «Archivio per le scienze mediche», VIII, 19, 1885, pp. 261-281.
- Sulla fisiopatologia del gran simpatico, «Gazzetta degli Ospitali», 1885
- Sull’accrescimento fisiologico del sistema nervoso, «Gazzetta degli Ospitali», 1885
- Recensione a G. Hewitt, Patologia, diagnosi e cura delle malattie delle donne, «Gazzetta degli Ospitali», 1885
- Sulla cariocinesi nelle fibre muscolari lisce nell’utero gravido, «Gazzetta degli Ospitali», 1885
-  Sulla degenerazione e neoformazione delle fibre nervose midollari periferiche. Ricerche sperimentali, «Memorie della R. Accademia delle Scienze dell’Istituto di Bologna», 1886.
- Sull’apparecchio di sostegno della mielina nelle fibre nervose midollari periferiche, Torino, Loescher, 1886.
-   L’appareil de soutien de la myeline dans les fibres nerveuses peripheriques, «Archives italiennes de biologie», 1886
-   Sulla fisiopatologia dell’epitelio polmonare,«Gazzetta degli Ospitali», 1886
-   Alcune ricerche sull’endotelio peritoneale, «Gazzetta degli Ospitali», 1886
-   Due parole in aggiunta alla mia comunicazione: Sulla fisiopatologia dell’epitelio polmonare, «Gazzetta degli Ospitali», 1886
-   Studi sul colera, «Gazzetta degli Ospitali», 1886
-   Sulla pneumonite catarrale da pneumotorace, «Atti della R. Accademia medica di Roma», 1886-87
-    Sulla degenerazione e neoformazione delle fibre nervose midollari periferiche. Ricerche sperimentali , «Archivio per le scienze mediche», 1887
-    Sui caratteri morfologici del bacillo di Rosenbach-Nicolajer, «La riforma medica», 1889
-    L’ematoterapia nella cura del tetano, «Gazzetta degli Ospitali», 25 Giugno 1892, pp. 707-710.
- Ancora sull’ematoterapia del tetano, «Gazzetta degli Ospitali», 6 Ottobre 1892, pp. 1118-1121.

SCRITTI IN COLLABORAZIONE CON GUIDO TIZZONI
-    Sulla trasmissibilità dell’infezione colerica dalla madre al feto, «Gazzetta degli ospitali», 1886
-    Alcune ricerche sulla tenacità del virus colerico, Estratto dal giornale «La Riforma Medica», 1887
-    Ricerche intorno all’infezione colerica determinata per la via del sangue, Estratto dal giornale «La Riforma Medica», 1887
-   Esperimenti sull’infezione e sull’intossicazione colerica, Estratto dal giornale «La Riforma Medica», 1887
-    Ricerche sperimentali sulla generalizzazione dell’infezione colerica, Napoli, Stab. Tip. De Angelis, 1887
-    Recherches sur le Choléra asiatique, «Beitragen zur patologischen Anatomie und allgemeinen Pathologie», III, pp. 191-237.
-    Ricerche batteriologiche sul tetano. Prima comunicazione, Estratto dalla «Riforma Medica», 1889.
-    Ulteriori ricerche sui caratteri delle culture del bacillo del tetano, Estratto dalla «Riforma Medica», 1889
-     Sul veleno del tetano, Estratto dalla «Riforma Medica», 1890.
-    Sulla resistenza del virus tetanico agli agenti chimici e fisici, Estratto dalla «Riforma Medica», 1890
-     Ricerche sull’attenuazione del bacillo del tetano, Napoli, Tipografia della Riforma Medica, 1891.
-     Sul modo di conferire ad alcuni animali l’immunità contro il tetano, Napoli, Tipografia della Riforma Medica,  1891
-     Sulle proprietà dell’antitossina del tetano, Napoli, Tipografia della Riforma Medica, 1891
-    Ulteriori ricerche sull’antitossina del tetano, Napoli, Tipografia della Riforma Medica, 1891.
-     L’immunità contro il tetano studiata negli animali molto recettivi per questa infezione (cavia, coniglio, topo), Napoli, Tipografia della Riforma Medica, 1891
-     Alcune questioni relative all’immunità pel tetano, Napoli, Tipografia della Riforma Medica, 1892
-     Esperienze sulla vaccinazione del cavallo contro il tetano, Napoli, Tipografia della Riforma Medica,  1893.
- Ulteriori ricerche sperimentali sulla immunità contro il tetano, Napoli, Tipografia della Riforma Medica,  1893
-   Sulla pneumonite catarrale da pneumotorace : Ricerche (Laboratorio di patologia generale della r. Universita di Bologna, diretta dal prof. G. Tizzoni), Roma, Tip. Fratelli Centenari, 1887

- R. Gurrieri, La Dott.ssa Giuseppina Cattani, estratto del "Bollettino delle Scienze Mediche", a. LXXXVI, 1915
- M. Zannotti, Giuseppina Cattani e la ricerca batteriologica sul tetano, in Alma Mater Studiorum. La presenza femminile dal XVIII al XX secolo, Bologna, Clueb, 1988, pp. 175-180.
- Catani, (Gioseppina), in A. Rebière, Les femmes dans la science. Notes recueilles, Paris, Librairie Nony & C., 1897, pp. 49-50
- Cattani, Giuseppina, in Dizionario biografico degli italiani, Roma, Istituto dell'Enciclopedia italiana Treccani, pp. 503-504
- P. Scarani, Thwarted genius: la vita di Giuseppina Cattani, «Pathologica», 2000, pp.1-4
- A. Morandi, Medichesse a Bologna: il caso di Giuseppina Cattani (1859-1914), «Pagine di vita e storia imolesi», 2003, pp. 209-234
- R. Passione, Medical research and women's emancipation. The case of Giuseppina Cattani, in V.P. Babini, R. Simili (edited by), More than pupils. Italian women in science at the turn of the 20th Century, Firenze, Leo S. Olschki, 2007.