Como teniente de su primo, el comandante Gian Giacomo Medici (llamado Medeghino), en el otoño de 1531 Gabrio Serbelloni luchó contra la milicia de los Sforza y las fuerzas imperiales de Carlos V.

Más tarde siguió a su primo en el exilio en el Piamonte, al servicio del duque Carlos II de Saboya. A finales de 1536 fue encarcelado junto con Medeghino en el castillo Sforzesco de Milán como sospechoso de ser un rebelde cómplice de Ludovico Birago.

Después de ofrecer sus servicios al Sacro Imperio Romano Germánico, luchó en Hungría. En 1542 se distinguió contra los turcos otomanos en defensa de Esztergom. Cuatro años más tarde, se encontró con su primo Gian Giacomo Medici para luchar contra la coalición protestante en Alemania.

En 1551 fue enviado por Ferrante Gonzaga para defender Asti contra los franceses; Conquistó la ciudad de Saluzzo y fue designado como su gobernador. Comandó la artillería florentina en la guerra de Siena en 1554.

Después de servir como supervisor de las fortalezas para el duque Cosme I de Medici, la carrera de Serbelloni recibió un impulso cuando otro de sus primos fue elegido papa Pío IV. En 1559 era capitán general de la guardia papal, gobernador del Borgo y supervisor de todas las fortalezas de la Sede Apostólica.

Fue particularmente activo en la reconstrucción de Civitavecchia. Después de la muerte del Papa, entró al servicio de Felipe II de España. Serbelloni entró en las filas de los caballeros de Malta y ayudó a romper el sitio y organizar incursiones navales turcas contra los musulmanes. Después de recibir el título de prior de Hungría, Serbelloni supervisó la reconstrucción de las fortificaciones de Malta dañadas o destruidas bajo el asalto turco y actuó como enlace entre Jean de la Valette, Gran Maestro de la orden, y el virrey de Sicilia, Don García de Toledo.

En 1567 Serbelloni siguió a los ejércitos españoles en Bélgica bajo el duque de Alba durante la represión de la revuelta de Flandes y fue nombrado dos veces gobernador de Amberes. Participó en la batalla de Lepanto (1571) y, dos años más tarde, capturó Túnez. El siguiente año, la fuerzas otomanas bajo el mando de Sinan Pasha sitiaron y finalmente tomaron Túnez; Serbelloni fue humillado. Llevado a Constantinopla como prisionero, fue rescatado en 1575 por el embajador veneciano Antonio Tiepolo.

Su última campaña fue contra los rebeldes holandeses y flamencos que participaron en el asedio de Maastricht en 1579.