Mientras cursa los estudios de Bachillerato, el futuro director comienza a ser conocido como caricaturista; de hecho, para promover las películas, el gestor del cine Fulgor le encarga los retratos de famosos. A partir de los primeros meses de 1938 empieza a colaborar con el periódico "La Domenica del Corriere", que alberga algunas viñetas suyas, y con la revista humorística florentina "420".

En 1939 se traslada a Roma, bajo el pretexto de matricularse en Derecho. En aquel período trabaja en la redacción de Marco Aurelio, una famosa revista satírica, adquiriendo cierta notoriedad gracias a centenares de trabajos que publica firmados por él mismo.

Se relaciona con ambientes de espectáculo de variedades, escribiendo monólogos para el cómico Aldo Fabrizi, y colabora para programas radiofónicos donde encuentra a la joven actriz de teatro Giulietta Masina (1921-1994), con quien se casa el 30 de octubre de 1943. El único hijo, fruto de esta boda, muere un mes después de su nacimiento.

Al redactar los guiones de las películas de Fabrizi y de otros, el director de Rímini muy pronto destaca como guionista. Junto con Roberto Rossellini, quien se convierte en su íntimo amigo, trabaja en Roma, ciudad abierta e inmediatamente después en Paisá. 

Opta por unirse al comediógrafo Tullio Pinelli, con el que trabajará siempre. Juntos, llegan a ser dos de los guionistas más solicitados, y trabajan para diferentes directores de cine como Pietro Germi y Alberto Lattuada. En 1950 Fellini se estrena como director; primero, dirige, junto con Alberto Lattuada, la película Luces de variedades, que ambos autoproducen y salen de esta aventura llenos de deudas. Se lleva un chasco también con su primera película El jeque blanco (1952), pero el éxito llega con Los inútiles (1953), que le vale un León de Plata en Venecia, además del éxito decisivo de Alberto Sordi. Los años siguientes están constelados de triunfos como La strada (1954), encarnado por Giulietta, con el que consigue un merecido Óscar, y que harán de Fellini uno de los mejores directores de cine. 

Entre los títulos más destacados se pueden mencionar: Las noches de Cabiria (1957, otro Óscar), La dolce vita (1960, Palma de Oro en el Festival de Cannes), Ocho y medio (1963, Óscar), Satiricón (1969), Roma (1972), Amarcord (1973, Oscar), El Casanova (1976), Ensayo de orquesta (1979), Ginger y Fred (1985), La entrevista (1987, premio por los cuarenta años del Festival de Cannes y gran premio del Festival de Moscú), La voz de la luna (1990). La carrera de Fellini está llena de homenajes y reconocimientos, como La Legión de Honor (1984) y el Praemium Imperiale que otorga el emperador de Japón (1990). Fellini representa uno de los directores de cine que recibió más Premios Óscar, en concreto, cinco. El último, en homenaje a su carrera, lo recibió en 1993 pocos meses antes de su fallecimiento, que tuvo lugar el 31 de octubre en Roma causando gran conmoción en todo el mundo.