Виоланта Беатриса Баварская родилась 23 января 1673 года в Мюнхене. Она была дочерью Фердинанда Марии фон Виттельсбаха, курфюрста Баварского и Генриетты Аделаиды Савойской. В то время Бавария была одним из самых могуществнных государств Священной Римской империи. Сестра Виоланты Беатрисы, Мария Анна Виктория, вышла замуж за дофина Французского. Её братьями были курфюрст Максимилиан II Баварский и Иосиф Клеменс фон Виттельсбах, архиепископ Кельнский.
В 1688 году великий герцог Козимо III Медичи предпринял попытку женить на ней своего старшего сына и наследника, Фердинандо, великого принца Тосканского. Отец Козимо III, Фердинандо II был втянут курфюрстом Фердинандом Марией в неудачное финансовое предприятие, которое стоило ему больших материальных потерь, из-за чего отношения между Мюнхеном и Флоренцией были натянутыми.
Договариваться о свадьбе принцессы и сына великому герцогу пришлось уже с сыном Фердинанда Марии, курфюрстом Максимилианом II. Брачный контракт был подписан 24 мая 1688 года. Приданое невесты составило 400 000 талеров в денежных средствах и такая же сумма в ювелирных изделиях. Она вышла замуж за великого принца по доверенности в Мюнхене 21 ноября 1688 года. Их обвенчали 9 января 1689 года. Свадьба прошла в палаццо Медичи-Риккарди во Флоренции. Новая великая принцесса была очарована мужем, который, напротив, сразу же невзлюбил её.
Отсутствие у супругов потомства после шести лет брака беспокоило великого герцога. В апреле 1694 года он заказал проведение в течение трёх дней церковных обрядов с прошением о рождении ребенка у великого принца и великой принцессы. Все надежды дождаться наследника исчезли, когда Фердинандо Медичи в 1696 году заразился сифилисом во время карнавала в Венеции. Спустя семнадцать лет эта болезнь стала причиной его скоропостижной смерти. Виоланта Беатриса тем временем впала в депрессию, из которой ей помог выйти её деверь, принц Джан Гастоне Медичи. Несмотря на то, что муж открыто называл её скучной и уродиной, великая принцесса редко выражала свои душевные переживания.
В 1702 году она оказалась втянутой в протокольный спор между Тосканой и Испанией. Великий герцог послал агента ко двору короля Филиппа V Испанского с целью подтверждения права для великого принца и его супруги титуловаться королевскими высочествами. Это право Козимо III приобрел 5 февраля 1691 года у Леопольда I, императора Священной Римской империи. Король Филипп V вначале употреблял подобное обращение исключительно в адрес своей тетки Виоланты Беатрисы, однако агенту Медичи удалось добиться от него полного признания королевского достоинства за всей правящей династией Медичи. Короли Филипп V Испанский и Фредерик IV Датский нанесли визиты Виоланте Беатрисе в 1703 и 1709 году. Во время встречи они игнорировали остальных членов семьи Медичи, разговаривая только с ней.
Великий принц, после долгих страданий, умер от сифилиса 31 октября 1713 года. Его смерть привела к кризису в престолонаследии, так как он оставил жену бездетной. Виоланта Беатриса тяжело переживала утрату мужа. Козимо III в знак траура одарил её множеством сапфиров. Она решила вернуться на родину, когда во Флоренцию вернулась её золовка, Анна Мария Луиза, курфюрстина Пфальцская. Заботясь о будущем вдовой невестки, Козимо III назначил Виоланту Беатрису правительницей Сиенской и подарил ей имение Вилла-ди-Лаппеджи, превращенное ею в своего рода литературную академию. Здесь чествовали поэтов Луккези, Гиваницци и Моранди.
В апреле 1717 года Виоланта Беатриса приступила к обязанностям правительницы Сиенской, поселившись в центре города. Самым памятным актом во время её правления была реформа административного деления Сиены. Великий герцог Козимо III умер 31 октября 1723 года, и на трон взошел его сын, Джан Гастоне, который тут же вернул Виоланту Беатрису во Флоренцию. Ей он поручил королевский двор, а сам отошел от общественных дел, буквально проводя большую часть времени в постели. Вскоре, однако, она отошла от двора. В Сиене Виоланта Беатриса покровительствовала местным поэтам Перфетти и Баллати. В 1725 году она прибыла в Рим и остановилась на вилле Мадама. В Папской области вдовствующая великая принцесса получила аудиенцию у Папы Бенедикта XIII, который даровал ей Орден Золотой Розы в знак признания заслуг перед Святым Престолом.
После возвращения из Рима Виоланта Беатриса вместе с Анной Марией Луизой попыталась избавить Джан Гастоне от развратного окружения. Она организовала банкет, на который пригласила цвет тосканского общества. Однако поведение великого герцога - рвота, отрыжка и грубые шутки в адрес присутствовавших, - чуть было не заставили гостей встать и уйти.
Виоланта Беариса Баварская умерла 30 мая 1731 года. Её тело было похоронено в монастыре Святой Терезы во Флоренции, а сердце помещено в гроб мужа в капелле Сан-Лоренцо, семейной усыпальницы Медичи.