Appena adolescente entrò nel seminario diocesano, a Imola. Alla fine degli studi abbandonò l'abito talare e si dedicò all'attività di pittore.

Entrò nella bottega di Andrea Valeriani, che lo avviò all'arte pittorica.

Dal 1763 al 1765 si trasferì a Bologna, dove affinò le tecniche pittoriche. Frequentò la nota Accademia Clementina, guidata all'epoca da Vittorio Maria Bigari, che fu suo insegnante nelle classi di disegno e pittura. Dopo due anni, non avendo i mezzi per sostenersi, dovette tornare a Imola. Qui fondò una scuola tenendo lezioni a molti allievi, futuri interpreti della produzione artistica imolese. Gottarelli portò a Imola alcuni elementi della metodologia d'insegnamento che aveva appreso a Bologna, tra essi la scuola del nudo. Fu aiutato da un notabile locale, il conte Roberto Sassatelli, che fornì i locali dove si tennero le lezioni. All'attività didattica il Gottarelli affiancò la produzione di dipinti, specialmente di argomento religioso.

Durante la sua attività realizzò molti dipinti a olio, in prevalenza pale d'altare.

In età avanzata eseguì soprattutto pitture a fresco e a tempera: collaborò come figurista con il paesaggista Alessandro Dalla Nave e l'ornatista Antonio Villa.

Si spense a Imola il 13 ottobre 1813.

La maggior parte dei suoi dipinti si trova nelle chiese di Castel Bolognese, Imola e Medicina (specialmente al convento del Carmine). Alcune tele andarono disperse dopo le soppressioni napoleoniche di fine Settecento.