Esordisce nel cinema a 15 anni in Guendalina di Alberto Lattuada (1957) e da allora inizia una lunga carriera che la porterà a diventare una delle maggiori interpreti del cinema e del teatro italiano. Ancora poco più che adolescente, nel 1958, figura fra gli interpreti di Padri e figli, sceneggiato televisivo . Nel 1959 è valletta nel programma TV "Il Musichiere", condotto da Mario Riva, facendo coppia con Patrizia Della Rovere. A partire dagli anni sessanta inizia a lavorare in teatro. Proprio nel 1960 interpreta Giulietta a Verona nell'ambito del Festival Shakespeariano, dove incontra Gian Maria Volonté, che sarà il suo compagno di vita per molti anni e dal quale avrà una figlia. Con Volonté, Gravina condivide anche un forte impegno politico. Candidata per il PCI nel collegio di Milano alle elezioni politiche del 4 giugno 1979, subentra in qualità di prima dei non eletti al defunto Luigi Longo, sedendo tra i banchi della Camera dei deputati dal 23 ottobre 1980 all'11 luglio 1983. Dopo anni di impegno teatrale, nel 1967 torna al cinema con ruoli più maturi, interpretando I sette fratelli Cervi  e, l'anno successivo, Banditi a Milano  accanto a Volonté. Di tutt'altro genere il ruolo dell'indemoniata Ippolita Oderisi nel film L'anticristo (1974). Oltre al teatro e al cinema, partecipa anche a diversi sceneggiati televisivi, tra i quali il famosissimo Il segno del comando del 1971. Con gli anni '90, abbandona sempre più la televisione per dedicarsi esclusivamente al teatro, dove è diretta dai massimi registi italiani. Tra le interpretazioni più significative spicca quella di Mirandolina ne La locandiera di Carlo Goldoni