По окончании обучения была принята была в ЛАТОБ имени С. М. Кирова, где начинала работу в кордебалете, постепенно с годами став солисткой и ведущей балериной. В театре её педагогом-репетитором стала О. Н. Моисеева. В 1990—1994 годах работала приглашённой балериной в Национальном балете Шотландии (Глазго). Работала приглашённой балериной в самых различных балетных труппах мира. Также занимается преподаванием балетного искусства. Живёт в США, часто бывает в Лондоне.
Уникальные внешние данные — удлинённые линии рук и ног, особая хрупкость облика, как бы предназначенные для создания образов романтической хореографии, дополнялись музыкальностью, редкой способностью к импровизации, высочайшим уровнем артистизма. Лучшие партии: фея Сирени, Одетта, Никия. Особое место в репертуаре балерины занимали Жизель и Эсмеральда.
Западная пресса отзывается о таланте Мезенцевой таким образом, что она — последняя величайшая русская балерина, представляющая эстетику классического петербургского стиля, которая на Западе уже практически не существует вообще, а в России — тоже начинает исчезать.
На третий сезон работы в театре, в 1973 году, начинающая балерина впервые дебютировала в сложной партии Одетты—Одиллии в балете «Лебединое озеро» П. И. Чайковского, которую потом танцевала на протяжении многих лет и которая была впоследствии запечетлена на видео. Вот как оценивала критика эту работу балерины:
Мезенцева не просто отличалась от всех. По складу дарования она могла быть причислена к высшей петербургской балетной «аристократии». Некоторые погрешности дебютного исполнения не мешали оценить изысканную красоту и одухотворённость новорождённой балерины, ощутить незаурядность её личности. Масштаб этой личности прежде всего сказывался в понимании сути балета и собственной роли. Одетта представала у Мезенцевой героиней романтической трагедии. Сказочная дева-лебедь с гордым достоинством принимала выпавшую ей судьбу. Встреча с принцем искушала несбыточными надеждами, но исход событий для этой Одетты был предрешён. В знаменитом адажио с принцем Мезенцева танцевала не зарождающуюся любовь, но скорбную исповедь, притом не допускала ни капли чувствительности и не ждала ответного сочувствия. Лицо танцовщицы было едва ли не бесстрастным, а в пластике отсутствовали почти непременные для иных исполнительниц интонации нежности и печали. Певучесть линий, патетика воздушных взлётов не отменяли настороженной «закрытости» героини. Танец же был столь академически строг и совершенен по форме, столь благороден по строю чувств, что Лебедь Мезенцевой воспринималась олицетворением Красоты.
Музыка Чайковского, подчиняясь романтическому сюжету, предписывала Одетте гибель в столкновении с силами зла. Иначе и быть не могло, когда волю этих сил вершила Одиллия Мезенцевой. Её ослепительная Одиллия кружила по сцене чёрным смерчем, ни на минуту не теряя контроля за происходящим, а добившись цели, скрывалась столь же стремительно, как появилась.
Невольное предательство избранника Одетта Мезенцевой переносила стоически. Последнее адажио с принцем звучало как прощание навек, но и здесь балерина исключала сентименты, лишь иногда задерживала взгляд на партнёре, пристально всматриваясь в его лицо. Но линии танца были всё так же идеально чисты, взмахи рук-крыльев царственно-величавы, арабески стрельчатых «готических» очертаний — фантастически прекрасны. Не оттого ли, вопреки драматизму ситуации, Одетта Мезенцевой не выглядела жертвой, а, как и прежде, героиней лебединого мира? Да и могла ли покинуть этот волшебный мир его живая душа — Одетта?
Танец Галины Мезенцевой запечатлён в визеозаписях балетных спектаклей ЛАТОБ имени С. М. Кирова «Лебединое озеро», «Жизель», «Па-де-катр», в телефильмах-концертах «Раймонды многоликий образ», «Балерина Галина Мезенцева», и др.
Сыграла главную роль в телефильме «Незнакомка» (1979) по А. А. Блоку.
1979 — «Незнакомка» — Мечта-Незнакомка (художественный телефильм, «Лентелефильм», режиссёр А. Белинский, фильм получил Приз Всесоюзного фестиваля телефильмов)
Документальное кино
1981 — «Балерина Галина Мезенцева» (цветной, 1:15:04, режиссёр П. И. Журавлёв)
2001 — «Classical Ballet Lesson. Lessons with Galina Mezentseva» / «Урок классического балета. Третий год балетного класса Вагановской школы. Занятия с Галиной Мезенцевой» (режиссёр Пегги Уиллис)
Сочинения
Мезенцева Г. Если душа родилась крылатой (беседа с Л. Емельяненко) // Смена : журнал. — 1978-09-03.
Мезенцева Г. Только истинные чувства (беседа с И. Ерыкаловой) // Ленинградский рабочий. — Л., 1979-06-30.
Библиография
Чистякова В. Ещё одна Одетта // Смена : журнал. — 1973-12-07.
Прохорова В. Крылья крепнут в полёте // Театральная жизнь : журнал. — 1975. — № 4.
Прохорова В. С трагическим накалом // Театральная жизнь : журнал. — 1978. — № 11.
Алешина Л. Продолжение следует // Советская культура : газета. — М., 1978-04-22.
Моисеева О. Поэзия танца // Вечерний Ленинград : газета. — Л., 1978-06-22.
Деген А. С чего начинается полёт // Ленинградская правда : газета. — Л., 1980-06-07.
Макаров А. Яркое дарование // Вечерний Ленинград : газета. — Л., 1980-10-30.
Карп П. Увидеть белого лебедя... // Смена : журнал. — 1980-12-13.
Прохорова В. Время в танце // Советская культура : газета. — 1982-04-30.
Яковлева E. Галина Мезенцева // Театр : журнал. — 1983. — № 6.
Прохорова В. В ожидании звёздного часа // Театральная жизнь : журнал. — 1983. — № 12.
Прохорова В. Галина Мезенцева : буклет. — Л., 1984.
Прохорова В. Галина Мезенцева // Советский балет : журнал. — М., 1988. — № 4.
Скляревская И. Путь к гармонии // Театр : журнал. — 1988. — № 3.
Ступников И. // Энциклопедия «Русский балет». — М.: Согласие, 1997. — С. 296.