W 1805 r. jako ośmioletnie dziecko zaczął uczęszczać na Muzyczne Kursy Dobroczynne, prowadzone przez Johanna S. Mayra, na których pozostawał przez dziesięć lat, zyskując sympatię i uznanie nauczyciela. Mayr towarzyszył mu przez całe życie, będąc jego protektorem i przyjacielem. To dzięki staraniom Mayra, który zdawał sobie sprawę z talentu Gaetana, mógł on rozpocząć naukę w sławnym Liceo Filharmonico w Bolonii (dzisiejsze Konserwatorium im. G.-B. Martiniego), którego dyrektorem był Stanislao Mattei. Stypendium przyznane przez Towarzystwo Dobroczynne zapewniło mu spokojny codzienny byt. W liceum Donizetti otrzymał gruntowne wykształcenie muzyczne. Podczas pobytu w Bolonii w 1816 r., napisał swoją pierwszą operę Pigmalion, opartą na starogreckim micie o rzeźbiarzu zakochanym w swoim posągu (została wystawiona dopiero w 1960 w Bergamo). Zainteresowania kompozytora nie kończyły się na operze. Pisał także utwory symfoniczne, kościelne i kameralne. Pierwszy kwartet smyczkowy skomponował dla amatorskiego zespołu w latach 1818/1819. Ogółem napisał 19 kwartetów i 3 kwintety.