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Nata il 1º ottobre 1963 a La Spezia, nel 1978, appena quindicenne e dopo aver abbandonato la scuola, ha debuttato a Domenica In ideata e presentata da Corrado. Nello stesso anno Bianchi diventa, sempre con Corrado, anche la voce della Mira Lanza, per cui incide anche il singolo “Mira Mira l’Olandesina”. Corrado è una sorta di mentore all’inizio della carriera: con lui prende parte nel 1981 a Gran Canal, il varietà ideato dallo storico presentatore andato in onda su Rai 2.[5]
Iscritta all'albo dei giornalisti professionisti dal 17 maggio 1985, ha debuttato in televisione all'età di 15 anni nel programma di Rai 1Domenica in condotto da Corrado, suo talent-scout. Nello stesso anno per il jingle della Mira Lanza, che aveva sempre come testimonial Corrado, incise il singolo Mira Mira l'Olandesina per la Warner Bros. Italia. Ancora con Corrado nel 1981 partecipò a Gran Canal su Rai 2. In lei matura la passione per il giornalismo e torna in tv, su Rai 2, con il programma Sereno Variabile quale inviata speciale[6], dal ’89 al ’92, firma e conduce la rubrica “Viaggi d’Autore” con reportage e dirette dalle Azzorre, Yemen, Egitto, Israele, Tunisia, Canada realizzando numerose interviste esclusive.
Dal 1994 conduce Linea blu su Rai 1. È una trasmissione che si prefigge l'obiettivo di sviluppare negli spettatori la cultura del mare (pone l'accento sui problemi del mare, sull'economia marittima, sulle tradizioni marinare, sull'ambiente e il territorio). Numerose le personalità che hanno collaborato negli anni con la trasmissione: Umberto Pellizzari, Enzo Maiorca, Raimondo Bucher e altri atleti, subacquei e apneisti.
Nel 2005 è stata testimonial dell'A.C.A.M. (Azienda Consorzio Acqua e Metano), della Spezia. Ha collaborato con il quotidiano genovese Il Secolo XIX e con numerose riviste specializzate come Gente Viaggi e Archeo.
Nel 2009 ha pubblicato il suo primo libro "Storie dal Mare" Aliberti Editore.
A giugno del 2014 è stata eletta Presidente del WWF Italia.
Il 26 marzo 2019 il Ministro dell'ambienteSergio Costa, d’intesa con il Presidente della Regione Liguria Giovanni Toti, nomina la giornalista nuovo presidente del Parco nazionale delle Cinque Terre; succede a Vittorio Alessandro, ultimo presidente, e Vincenzo Resasco, vice-presidente facente funzione che aveva rassegnato le dimissioni qualche giorno prima.[8] Si insedia ufficialmente il 5 settembre seguente.
Nel maggio 2020 entra a far parte del comitato di esperti in materia economica e sociale, presieduta da Vittorio Colao, per organizzare la ripartenza italiana dopo l'emergenza COVID-19; in particolare Bianchi è stata scelta per le valutazioni ambientali[9].
Dal 2020 fa parte del Direttivo della Fondazione Tusa in memoria dell'archeologo siciliano Sebastiano Tusa. Nel 2021 entra nella Commissione Comunicazione e Sostenibilità della FIV (Federazione Italiana Vela).
Il 27 dicembre 2022 Giuseppe Conte la individua come candidata a Presidente della Regione Lazio in vista delle elezioni regionali del 2023, a guida della coalizione composta da Movimento 5 Stelle e Polo progressista di sinistra e ecologista (lista che include Sinistra Italiana e Coordinamento 2050).[10] Si piazza in terza posizione con il 10,75%, venendo sconfitta dal candidato del centro-destra Francesco Rocca; viene eletta consigliera regionale con circa 7.000 preferenze personali[11], ma l'8 marzo seguente - prima dell'insediamento in carica - rinuncia al seggio e subentra al suo posto l'ex sindaco di Pomezia Adriano Zuccalà.[12]
Accademico di Ustica dal 2009, riconoscimento assegnato dall'Accademia Internazionale di Scienze e Tecniche Subacquee ogni anno con l'attribuzione del premio Tridente d'Oro a chi si è distinto particolarmente nelle attività subacquee.
In maggio 2010 ha ricevuto il Premio Capo D'Orlando nella sezione divulgazione culturale.
Il 6 settembre 2010 ha ricevuto il Premio speciale, sezione giornalismo, nella VI edizione del "Premio Letterario Nazionale Albori-Costa D'Amalfi" per il suo impegno nella difesa e valorizzazione dell'ambiente.
Il 29 novembre 2017, presso la Rappresentanza italiana del Parlamento Europeo, la sottosegretaria al ministero dell'AmbienteSilvia Velo ha consegnato a Donatella Bianchi il premio DonnAmbiente, alla sua terza edizione[13] (promosso dall'associazione ambientalista 5 Terre Academy, per l'impegno costante nella divulgazione dei temi legati alla valorizzazione, tutela e salvaguardia ambientale[14].
«Illustre giornalista, scrittrice e conduttrice televisiva di straordinaria professionalità e passione da sempre dedicate a tematiche mirate allo sviluppo della cultura marinara del nostro Paese, legata profondamente al mare e a tutti gli aspetti correlati, dalla tutela dell'ambiente alla difesa delle risorse e del lavoro, ha ripetutamente collaborato con la Marina Militare, in un connubio e una sinergia di intenti di grande spessore nell'ambito della conduzione della trasmissione "Linea blu - Vivere il mare" riscuotendo un successo pieno e unanimemente riconosciuto.In particolare, in occasione del ritrovamento della Corazzata Roma, ha guidato con rara abnegazione e lucida efficacia la comunicazione televisiva dell'importantissimo evento, strutturando con passione e forte entusiasmo la valorizzazione mediatica di una delle pagine più importanti della storia navale nazionale. Brillante esempio di eccezionali capacità professionali e umane, con la sua attività ha contribuito sensibilmente a dare lustro e ad accrescere il prestigio della Marina Militare Italiana.» — La Spezia - Mar Tirreno, 19 ottobre 2012.[16]