Fou infant de cor, xantre i mestre de capella a la catedral de Tívoli. Realitzà diversos viatges a Roma, on es perfeccionà com a compositor. Establí amistat amb B. Ferrari i amb un grup de cantants, amb els quals el 1637 es traslladà a Venècia per representar-hi la seva òpera Andromeda, interpretada per ell mateix i per la seva esposa, Maddalena. La funció tingué lloc al Teatre San Casiano, primer teatre líric venecià de pagament. El 1645 fixà la seva residència a Parma, on escriví diverses obres dramàtiques destinades a ser interpretades al teatre de la cort i en cerimònies oficials. En els llibrets de les seves òperes Le vicende del tempo (1652) i La Licasta (1664) figura com a mestre de cor del duc de Parma. Mannelli fou una figura clau en el desenvolupament inicial de l’òpera pública veneciana. Les seves obres per a escena s’han perdut i, en conseqüència, els seus èxits artístics i estètics no poden valorar-se degudament. No obstant això, s’ha conservat part de la seva música vocal, que consisteix en àries estròfiques i danses cantades escrites en un estil àgil i vitalista, amb predomini de la tècnica de l'ostinato en algunes d’elles.