Nacida en Roma, Mainardi estudió en la escuela de actuación de Peter Sharoff y su debut teatral se produjo en 1956, cuando participó en la interpretación de Corruzione a palazzo di giustizia, obra de Ottavio Spadaro, junto con Salvo Randone.

[2]​ Poco después consiguió los papeles de protagonista en Il sorriso della Gioconda, obra dirigida por Ernesto Grassi, y en La penna, cuyo director fue Lucio Chiavarelli.

[2]​ Consiguió papeles protagonistas en obras dirigidas por Luchiano Visconti, Giorgio De Lullo, Silverio Blasi y Alessandro Fersen.

[2]​ Mainardi también participó en producciones televisivas y en varias películas.

Trabajó en varias ocasiones con Federico Fellini.