Procedía de una familia de escultores de la piedra, originarios de Brescia. Inicialmente se formó en la escultura junto a su padre y posteriormente trabajó con Scamozzi. Heredó el favor de los últimos patrones de Scamozzi, la familia Contarini, para quienes realizó sus primeros trabajos. La obra de Longhena está influenciada por Jacopo Sansovino, Michele Sanmicheli y Andrea Palladio. Dio carácter propio a la arquitectura barroca veneciana. Su principal discípulo, Antonio Gaspari, llevó a término los trabajos que Longhena dejó inacabados.

Obras principales:
Palacio Giustiniani-Lolin, Venecia (1620 – 1623)
Santa Maria della Salute, Venecia (1631 – 1682; consagrada en 1687): en 1630 Longhena ganó el concurso para el proyecto de la iglesia votiva de Santa Maria della Salute, construida en acción de gracias a la Santísima Virgen por la terminación de una epidemia de peste. Levantada en un lugar privilegiado, a la entrada del Gran Canal, es una obra maestra de diseño escenográfico, con una amplia cúpula anclada mediante enormes volutas barrocas a una base octogonal. Presenta planta central con un doble ochavo con deambulatorio.
Escalinata y biblioteca de San Giorgio Maggiore, Venecia (1641 – 1682)
Palacio Belloni-Battagia, Venecia (1648 – 1660)
Palacio Pesaro, Venecia (1649 - 1682): cuerpo basamental con fuerte almohadillado y abundante decoración en los dos pisos superiores.
Capilla Vendramin, S. Pietro di Castello, Venecia (1658 – 1662) Palacio Rezzonico, Venecia (1667 - 1682): piso noble derivado de la Librería de San Marco, de Sansovino. Massari construyó el piso superior del palacio entre 1752 y 1756.
Iglesia del Ospedaletto de Santi Giovanni e Paolo, Venecia (1667 – 1678): fachada recargada de ornamentación, con abundancia de telamones, cabezas gigantes y máscaras de leones.