Començà estudis de filosofia, que abandonà pels de cinematografia, i l’any 1962 es graduà en direcció al Centro Sperimentale di Cinematografia de Roma, i amplià estudis a Londres. Entre la segona meitat de la dècada dels anys seixanta i l’inici de la dels setanta milità en un grup d’extrema esquerra de tendència maoista. Les seves dues primeres produccions cinematogràfiques (I pugni in tasca, 1965; La Cina è vicina, 1967, premi especial del jurat del Festival de Venècia), mostren aquest decantament.
Sense abandonar mai del tot el to de denúncia, en els films posteriors amplià la seva temàtica amb la crítica del catolicisme i de l’exèrcit i amb films dramàtics, històrics, etc que, amb el temps, derivà vers una temàtica més existencial: Nel nome del padre (1972, de la qual l’any 2011 presentà una nova versió), Marcia trionfale (1976), Salto nel vuoto (1980, premi David di Donatello), Gli occhi, la bocca (1982), Enrico IV (1983), Diavolo in corpo (1985), La visione del Sabba (1987), La condanna (1990, Os de Plata al Festival de Berlín, 1991), Il principe di Homburg (1997), La religione della storia (1998), La balia (1997), L’ora di religione (2002), Buongiorno, notte (2003), Il regista di matrimoni (2006), Sorelle (2006), Vincere (2009), Sorelle mai (2010), Bella addormentata (2012), Sangue del mio sangue (2015), Fai bei sogni (2016) i Il traditore (2019), sobre la vida del mafiós penedit Tommaso Buscetta. L’any 2011 rebé el Lleó d’Or del Festival de Venècia en reconeixement a la seva trajectòria.