Llicenciat en dret a la Universitat Catòlica del Sagrat Cor de Milà, es doctorà a la London School of Economics i amplià estudis als EUA. Professor a la Universitat de Bolonya (1971-78), fou ministre d’indústria d’un dels governs de Giulio Andreotti (1978). En 1982-89 i 1993-94 fou director de l’Institut per a la Reconstrucció Industrial (IRI). Després de la desfeta de la Democràcia Cristiana, s’integrà a l’Aliança Democràtica, i el 1996 esdevingué cap del govern en minoria de la coalició de centreesquerra L’Ulivo. Aconseguí el reingrés d’Itàlia el 1996 al Sistema Monetari Europeu (del qual era exclosa des del 1992) en canvi d’una estricta política pressupostària que, rebutjada pels comunistes (suport extern de L’Ulivo al parlament) determinà finalment la dimissió de Prodi (1998). En política exterior, autoritzà la intervenció militar a Albània (1997).
Al març del 1999 fou elegit president de la Comissió Europea. S'encarregà d’aplicar l’Agenda 2000, així com d’establir un nou marc financer de la UE per al període 2000-06. Durant el seu mandat, entrà en vigor el tractat d’Amsterdam, que atribuïa majors poders al Parlament Europeu i creava la figura de l’alt representant de la PESC (Política Exterior i de Seguretat Comuna). Al novembre del 2004 expirà el seu mandat i fou substituït pel portuguès José Manuel Durão Barroso. En les eleccions generals italianes de l’abril de 2006 fou cap de llista per la Coalició de centreesquerra La Unió, que derrotà per un estret marge la Casa de les Llibertats de Silvio Berlusiconi. Prodi fou nomenat cap de govern. Al febrer de 2007 superà una moció de confiança i al maig fou nomenat president del nou Partit Democràtic Italià, fusió de Democràtes d’Esquerres i dels centristes de La Margarida. No obstant això, al gener de 2008 una nova moció de confiança provocà la seva dimissió i del govern quan els demòcratacristians li retiraren el suport en una moció de confiança arran d’un afer de corrupció que afectava membres del seu govern. Al març es retirà de la política activa.
És membre de l’associació de cultura i política Il Mulino (Bolonya) i de l’Associació Italiana d’Economistes, amb seu a Roma. Pertany a la Real Academia de Ciencias Morales y Políticas (Madrid). És membre honorari de la London School of Economics, i ha rebut nombrosos títols honoraris de diverses universitats d’arreu del món.