Донати родился в Пизе 6 декабря 1826 года. Обучение проходил в Пизанском университете.
С 1852 года работал в обсерватории Музея физики и естественной истории (итал.)русск. во Флоренции. Там он занимался астрономией под руководством Амичи.
С 1864 года состоял директором обсерватории. Читал увлекательные публичные лекции по астрономии. Донати был инициатором создания астрофизической обсерватории (итал.)русск. в Арчетри.
Он руководил её сооружением в 1864—1872 годах. Будучи в Вене на метеорологическом конгрессе 1873 года, Донати заболел холерой и по возвращении во Флоренцию в том же году умер.