Mestre de professió, el 1943 fou detingut per soldats alemanys i enviat al camp de concentració de Troisdorf.
Després de la Segona Guerra Mundial, es graduà en pedagogia a la Universitat d’Urbino, i inicià una carrera literària amb reculls de poesia i de narracions, tant en dialecte romanyès (I scarabócc, 1946; La s-ciuptèda, 1950; E’ Luneri, 1954; I bu, 1972) com en italià, d’entre els quals hom pot esmentar les narracions La storia di Fortunato (1952) i la sèrie Millemosche, publicades els anys 1969-74.
El 1953 s’instal·là a Roma, on inicià, amb Uomini e lupi (1957), de Giuseppe de Santis, una trajectòria d’èxit com a guionista. Participà en bona part de les obres mestres dels més destacats directors italians, com ara Giuseppe De Santis (La garçonnière, 1960), Michelangelo Antonioni (L’avventura, 1960; La notte, 1961; Deserto rosso, 1964; Blow-up, 1968; Zabriskie Point, 1970), Federico Fellini (Amarcord, 1973; E la nave va, 1983, premi David di Donatello; Ginger e Fred, 1986), Vittorio De Sica (Matrimonio all’italiana, 1964), Mario Monicelli (Casanova ‘70, 1965; Caro Michelle, 1976; Il male oscuro, 1989), Franceso Rosi (Uomini contro, 1970; Tre fratelli, 1981, premi David di Donatello), i els germans Taviani (Kaos, 1984, premi David di Donatello).
Escriví també els guions per a films de Theo Angelopoulos, entre els quals sobresurten Taxidi sta Kythira (‘Viatge a Citerea’, 1984, premi al millor guió del Festival de Canes), O melissokomos (‘L’apicultor’, 1986), To meteoro vima tou pelargou (‘El pas suspès de la cigonya’, 1991), To livadi pou dakryzei (‘La font del riu’, 2004) i I skoni tou chronou (‘La pols del temps’, 2008), i d’Andrej Tarkovskij (Nostalghia, 1983).
L’any 1983 dirigí la seva única pel·lícula, el telefilm Tempo di viaggio. Rebé nombrosos reconeixements: a més dels esmentats premis David di Donatello, el 2010 en rebé un a la trajectòria i el 2002 fou nomenat cavaller de la Gran Creu de l’orde al mèrit de la República Italiana.