O italiano Gregorio Paltrinieri nasceu na pequena cidade de Carpi e começou a nadar ainda criança. Quando tinha 12 anos de idade passou a se destacar em provas de nado peito, chamando a atenção dos técnicos do país. Mas com o passar dos anos, descobriu que seu futuro estava nas provas de fundo e decidiu mudar radicalmente de provas e programas de treinamento vindo a se especializar nos 1500m livre especialmente. Com um estilo peculiar, Paltrinieri tem como característica uma frequência alta de braçadas e tem muita força oriunda do rolamento de quadril.
Em 2011 apareceu de vez para o mundo sendo um dos grandes nomes do Campeonato Mundial Júnior de Lima quando aos 16 anos conquistou duas medalhas na competição. Meses antes ele já havia sido campeão europeu júnior dos 1500 livre e iniciou o processo de passar de revelação para realidade. No ano seguinte fez sua estreia olímpica chegando a final dos 1500m livre e terminando em quinto lugar.
Em Barcelona-2013 chegou finalmente ao pódio de um Campeonato Mundial com o bronze nos 1500m livre, se colocando como candidato a pódio na próxima Olimpíada. Nesse período já somava os títulos de bicampeão europeu e de mundial em piscina curta. O ouro no Mundial de piscina longa veio em Kazan-2015, quando venceu os 1500m livre com novo recorde europeu.
Paltrinieri chegou aos Jogos Olímpicos do Rio-2016 como favorito ao ouro nos 1500m livre. Seria sua única prova na competição e o atual campeão olímpico Sun Yang anunciou que não nadaria a distância. O italiano vinha embalado pelo título europeu onde quase bateu o recorde mundial com 14min34s04 alguns meses antes dos Jogos. Na finalíssima olímpica sobrou e sem adversários liderou de ponta a ponta para sagrar-se campeão olímpico, ganhando o único ouro da natação italiana na Olimpíada.
Após o Rio-2016 o nadador voltou a colecionar medalhas nos Mundiais de Budapeste-2017 e Gwangju-2019, além de subir ao pódio no Campeonato Europeu de Glasgow-2018 e sagrar-se campeão na Universíade de Taipei-2017 nos 800m e 1500m livre e na maratona aquática de 10 km. Com o resultado positivo nas águas abertas passou a treinar também para a prova de 10 km conseguindo se classificar para os Jogos Olímpicos de Tóquio-2020.
Em Tóquio, Paltrinieri tentará o que até hoje nenhum homem conseguiu: ser campeão na mesma edição olímpica tanto na piscina, quanto nas águas abertas. Caso conquiste a medalha de ouro apenas na maratona aquática, igualará Oussama Mellouli que conseguiu o feito em Jogos diferentes (em Pequim-2008 na piscina e em Londres-2012 nas águas abertas).