Arran de l’èxit que assoliren els seus programes històrics a la televisió italiana, el 1968 accedí a la realització cinematogràfica amb el film Galileo, que obtingué un considerable ressò. A l’èxit posterior d’Il portiere di notte (1974) succeïren: Al di là del bene e del male (1977) —entorn de Nietzsche—, La pelle (1981) —basat en la novel·la homònima de Curzio Malaparte—, Interno berlinese (1985) i Francesco (1988), biografia de sant Francesc d’Assís que el 2014 tornà a rodar en un telefilm de més de 3 hores de durada. Posteriorment dirigí el drama psicològic Dove siete? Io sono qui (1993) i Ripley’s Game (2002), basat en la novel·la de Patricia Highsmith. També rodà el telefilm Einstein (2008), centrat en les relacions entre aquest físic i la seva primera muller Mileva Marić, i el curtmetratge documental Clarisse (2012, premiat al Festival de Venècia). Rebé el premi a la trajectòria David di Donatello (2012).