Gnoli studiò presso il Collegio Romano e si laureò in legge alla "Sapienza". Esercitò la professione di avvocato e dopo l'annessione di Roma fu professore di italiano al Liceo Visconti. Nel novembre 1880 divenne professore di letteratura italiana all'Università di Torino. Dal 1º ottobre 1881 venne nominato prefetto della Biblioteca Nazionale Centrale di Roma.