Né en 1903 à Legnano, petite ville distante de 30 km du nord de Milan, dessinateur technique de formation, il conçut le premier moteur V12 Ferrari, baptisé 125.

Sélectionné par le directeur technique, Vittorio Jano, pour rejoindre le bureau d'étude de la future Alfa Romeo P2 de Grand Prix, Gioacchino Colombo est intégré en 1924 dans l'équipe Alfa-Corse. Quatre ans plus tard Colombo rejoint le bureau de style Alfa Romeo en charge des voitures de sport, imaginant un audacieux V16 qui ne verra jamais le jour. De retour à la compétition en 1937, pour le compte de la scuderia Ferrari, il supervise les plans de l'Alfetta Tipo 159 sous les ordres de l'ingénieur en chef espagnol Wilfredo Ricart. En 1943 sa sympathie trop marquée pour le régime mussolinien le place en situation délicate, et dès la fin des hostilités, Alfa Romeo lui signifie son congé.

Après un passage à vide, Colombo rejoint l'usine Ferrari le 15 août 1945, créant, en trois mois seulement, les premiers moteurs Ferrari 125 V12 Sport et Grand Prix, avec et sans compresseur. Il en repart peu après, et, obligé de reprendre une fois encore ses fonctions précédentes chez Alfa Roméo, il est chargé des formules 1 et 2.

De retour à Modène le 1er janvier 1948, mais vexé d'être mis en concurrence avec Lampredi il quitte à nouveau la scuderia pour retourner chez Alfa Romeo en janvier 1951, puis Maserati, Abarth et enfin Agusta. En 1975, âgé de soixante-douze ans, l'ingénieur présente son ultime création, le dessin d'une monoplace de Formule 1 révolutionnaire : huit roues jumelées, huit cylindres en ligne, transversal, et une multitude d'inventions. Hélas, cette machine futuriste ne dépassa pas le stade du projet.

Décédé en 1987, à l'âge de quatre-vingt-quatre ans, Gioacchino Colombo sera parfois accusé, peut-être à tort, d'être trop sûr de ses théories et de commettre quelques grossières erreurs techniques. Loin de ces polémiques, le nom de Colombo restera à jamais associé au premier moteur Ferrari, bien que sa présence à Maranello et à Modène ne dépassât pas trois ans au total.