Figlio di un decoratore, trasferitosi da Forlì a Firenze nel 1830, compì in questa città i suoi studi, iscrivendosi nel 1843 all'Accademia delle Belle Arti. Intorno agli anni Cinquanta ottenne i primi successi, scegliendo a soggetto delle sue opere temi di carattere storico-religioso. Nel 1861 decorò la Sala del trono in Palazzo Pitti. Importante per la sua carriera fu il rapporto con l'architetto Giuseppe Poggi (1811-1901), incaricato della nuova sistemazione urbanistica di Firenze, e autore della ristrutturazione di diversi palazzi antichi, che il Gatti fu poi incaricato di affrescare. Decorò il soffitto del teatro Verdi di Pisa e ne dipinse anche il sipario, inaugurando così una serie eseguita per teatri di tutto il mondo, dal Cairo a Santa Fé di Bogotà.