Геннадий Иванович Падалка родился 21 июня 1958 года в Краснодаре.
В 1979 году Падалка окончил Ейское высшее военное авиационное училище летчиков (ВВАУЛ) имени В. М. Комарова по специальности "Командно-тактическая истребительно-бомбардировочная авиация".
В 1994 году окончил Международный Центр обучающих систем ЮНЕСКО на факультете "Аэрокосмоэкология" Государственной академии нефти и газа, получил квалификацию инженера-эколога и степень магистра экологического менеджмента.
В 2009 году окончил Российскую академию государственной службы при Президенте РФ по специальности "Государственное и муниципальное управление".
С декабря 1979 года Геннадий Падалка служил лётчиком 559-го авиационного полка истребителей-бомбардировщиков в составе 105-й авиационной дивизии истребителей-бомбардировщиков 61-го гвардейского истребительного авиационного корпуса 16-й Воздушной армии ВВС Группы Советских войск в Германии.
В июле 1980 года был переведён лётчиком, а затем старшим лётчиком в 116-й Гвардейский авиационный полк истребителей-бомбардировщиков той же дивизии.
С августа 1984 года по апрель 1989 года служил старшим лётчиком 277-го бомбардировочного авиационного полка 83-й бомбардировочной авиационной дивизии ВВС Дальневосточного военного округа. Освоил самолёты Л-29, МиГ-15УТИ, МиГ-17, Су-7Б, Су-7У, Су-7БМ и Су-24. Общий налет Падалки составил около 1300 часов, выполнил более 300 прыжков с парашютом.
В апреле 1989 года был зачислен кандидатом в космонавты-испытатели в отряд космонавтов Российского государственного научно-исследовательского испытательного центра подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина (РГНИИ ЦПК). С июня 1989 года по январь 1991 года проходил общекосмическую подготовку в Центре подготовки космонавтов. С апреля 1991 года по февраль 1996 года проходил подготовку по программе полётов на орбитальном комплексе (ОК) "Мир".
В феврале 1996 года Геннадий Падалка был назначен командиром второго (дублирующего) экипажа экспедиции на ОК "Мир" и командиром основного экипажа.
С августа 1996 года по июль 1997 года прошел подготовку к космическому полету на ТК "Союз-ТМ" и ОК "Мир" в качестве командира дублирующего экипажа по программе 24-й основной экспедиции.