Giuseppina Cattani nacque il 26 marzo 1859 a Imola, in provincia di Bologna, da una famiglia modesta. Prima di tre sorelle; il padre Tulio lavorava saltuariamente come sarto e guardia carceraria, la madre Teresa Buratti era una levatrice. I voti delle sue pagelle evidenziavano la povertà culturale della sua famiglia: negli esami scritti delle materie letterarie raggiunse appena la sufficienza, elemento riconducibile all'ambiente da cui proveniva dove si parlava il dialetto, mentre si riscattò nelle materie scientifiche. Il 29 settembre del 1878 le venne rilasciato il certificato di licenza a Bologna e lo stesso anno si iscrisse alla Facoltà di Medicina e Chirurgia dell'Università di Bologna. Superò con lode il Corso del Prof. Guido Tizzoni di patologia generale, materia che verrà poi scelta per la tesi di laurea e per gli studi successivi. Gli ottimi voti insieme alle disagiate condizioni materiali della famiglia le permisero di richiedere ed ottenere l’esonero dal pagamento delle tasse. Giuseppina si laureò con lode nel 1884, discutendo una tesi dal titolo "Ricerca intorno alla normale tessitura e altre alterazioni sperimentali nei corpuscoli pacinici degli uccelli (corpuscoli dell'Herbst)", tesi che venne stampata e presentata (prima della data di laurea) dal Prof. Giulio Bizzozero alla Reale Accademia dei Lincei, una delle accademie scientifiche più prestigiose e conosciute dell'epoca. Nel 1884 partecipò e vinse il concorso per il Premio Vittorio Emanuele (rilasciato dalla Facoltà di Medicina e Chirurgia), con lo studio sui Corpuscoli del Pacini.