Milena Gabanelli nasce a Tassara, frazione di Nibbiano (Piacenza) il 9 giugno 1954. Conseguita la laurea al DAMS di Bologna (con una tesi in storia del cinema) sposa Luigi Bottazzi, professore di musica, con cui avrà una figlia.

Da sempre giornalista freelance, le collaborazioni con la Rai iniziano nel 1982, quando realizza programmi di attualità; passerà poi alla realizzazione di reportage per la testata "Speciali Mixer".

Lavorando da sola, con una videocamera portatile, all'inizio degli anni '90 è precorritrice dei tempi: abbandona la troupe realizzando da sola i suoi servizi, introducendo di fatto in Italia il videogiornalismo, uno stile di intervista che risulta molto diretto ed efficace, soprattutto nel giornalismo di inchiesta. A Milena Gabanelli si deve inoltre la teorizzazione di questo metodo, tanto che lo insegnerà nelle scuole di giornalismo.

Nel 1990 è l'unica giornalista italiana a mettere piede sull'isola dove vivono i discendenti degli ammutinati del Bounty; per Mixer è inviata di guerra in diverse zone calde del mondo, tra le quali la ex Jugoslavia, Cambogia, Vietnam, Birmania, Sudafrica, Territori Occupati, Nagorno Kharabah, Mozambico, Somalia, Cecenia.

Nel 1994 il giornalista Giovanni Minoli le propone di occuparsi di "Professione Reporter", un programma sperimentale che proponga i servizi realizzati dai neo-videogiornalisti. L'esperimento (che termina nel 1996) risulta una vera e propria scuola per giornalisti, nonché un programma di rottura con gli schemi e i metodi tradizionali. Il programma ha metodi produttivi particolari: usa in parte mezzi interni (per la progettazione e l'edizione del programma) e mezzi esterni (la realizzazione vera e propria delle inchieste) non usando il metodo dell'appalto per avere costi ridotti. Gli autori sono freelance, si pagano le spese, lavorano in modo autonomo anche se sotto la supervisione di responsabili della Rai.

Dal 1997 conduce "Report", programma in onda su Rai Tre, naturale evoluzione del precedente "Professione Reporter". Il programma affronta, sviscerandoli, numerosi temi problematici, dai più disparati, dalla salute alle ingiustizie fino alle inefficienze dei servizi pubblici. L'obiettività dei servizi dei giornalisti di "Report" risulta essere quantomeno pari all'insistenza nella ricerca della verità: fattori spesso scomodi quando i protagonisti oggetto delle inchieste appaiono non essere in buona fede.

Numerosi sono i premi e i riconoscimenti in ambito giornalistico che Milena Gabanelli ha ricevuto nel corso della sua carriera.
Di lei Giorgio Bocca ha detto: "Milena Gabanelli è l'ultima giornalista che fa inchieste vere, in un momento in cui su tutti i giornali sono state abbandonate. E addirittura stupisce che le possa fare."

Tra le pubblicazioni editoriali da lei firmate vi sono: "Le inchieste di Report" (con DVD, 2005), "Cara politica. Come abbiamo toccato il fondo. Le inchieste di Report." (2007, con DVD), "Ecofollie. Per uno sviluppo (in)sostenibile" (2009, con DVD), tutte edite da Rizzoli.