Nasce il 24 gennaio 1979 a Nardò da Gianfranco Sangiorgi (scomparso a gennaio 2013)[8] e Carmelina Serio[9], ma ha sempre vissuto a Copertino. Dopo il diploma di liceo classico, come i fratelli, si iscrive alla facoltà di giurisprudenza[10], ma abbandona ben presto gli studi giuridici per dedicarsi alla musica[11].
Nel 2000 fonda i Negramaro, con cui inizia una proficua attività musicale fino ad affermarsi nel circuito alternativo nazionale. Nel 2005 partecipa con il gruppo al Festival di Sanremo, nella categoria giovani, con il brano Mentre tutto scorre, e nello stesso anno cura la colonna sonora del filmLa febbre di Alessandro D'Alatri, partecipando con un cameo al film.
Giuliano Sangiorgi in concerto con i Negramaro nel 2007
Come autore ha scritto Le parole che non ti ho detto cantata da Andrea Bocelli. Nel 2006 partecipa al progetto Rezophonic, prestando la propria voce per i brani I miei pensieri e L'uomo di plastica. Collabora alla scrittura del testo di Strade da disegnare brano del gruppo Ameba4. Partecipa al progetto solista di Corrado RusticiDeconstruction of a Post Modern Musician interpretando il brano Maledette stelle. Il 25 agosto 2007 partecipa come ospite alla Notte della Taranta nel Salento, sua terra d'origine, interpretando due brani in dialetto salentino tipici della pizzica.
Nel 2007 duetta con Dolores O'Riordan nel brano Senza fiato, brano scritto per la colonna sonora del film Cemento armato. L'album dei NegramaroLa finestra è uscito anche in versione speciale CD+DVD, il primo contiene le tracce bonus Senza fiato e Pelle e calamaio, il secondo contiene Dall'altra parte della luna un rockumentary in cui protagonisti raccontano le origini del loro gruppo e mostrano le fasi della lavorazione de La finestra. Nel 2008 ha collaborato con Jovanotti nel suo album Safari, partecipando al brano omonimo, nonché nella canzone Cade la pioggia, scritta dallo stesso Sangiorgi per l'album dei Negramaro La finestra. Inoltre ha duettato con Cristina Donà nel brano Settembre, incluso nell'album Piccola faccia. Per il cinema ha firmato la colonna sonora del film Una notte blu cobalto di Daniele Gangemi, vincitore del premio per la "Migliore opera prima" al 42º Worldfest International Independent Film Festival di Houston in Texas.
Il 5 maggio 2015 viene pubblicato l'album Ora o mai più del produttore italiano Don Joe, contenente tra le varie tracce Non c'è il cielo che vede la collaborazione di Giuliano Sangiorgi. Nello stesso anno è stato autore della sigla della serie televisiva Tutto può succedere insieme a Paolo Buonvino.
Il 27 marzo 2018 riceve la cittadinanza onoraria di Caltanissetta.
Nel 2021 pubblica, sempre con Einaudi, il suo secondo romanzo, Il tempo di un lento. [13]
