Après avoir abandonné ses études de lettres et de philosophie, Marco Tullio Giordana se tourne vers le cinéma dans les années 70. Profondément marqué par les évènements politiques de cette décennie, il débute en travaillant avec le réalisateur Roberto Faenza sur le documentaire Forza Italia en 1977. Deux ans plus tard, il signe son premier long métrage, Maudits, je vous aimerai (1979), qu'il présentera au Festival de Cannes. En 1981, Giordana co-écrit le scénario de Car Crash, une histoire d'amitié sur fond de courses automobiles avant de revenir à la réalisation avec La Caduta Degli Angeli Ribelli (1981), mélodrame sur les "années de plomb" avec dans les rôles principaux Alida Valli et Vittorio Mezzogiorno. Basant toujours ses histoires sur des faits existants, il revient sur la tragédie du stade du Heysel avec Appuntamento a Liverpool (1988) et participe aux côtés de Bertolucci et Tornatore à l'aventure collective d'un Dimanche de préférence (1991).

Ne cachant pas sa volonté de faire un cinéma politique, le cinéaste milanais ajoute à son oeuvre cinématographique Pasolini, mort d'un poète (1995), enquête "filmique" sur l'assassinat du sulfureux écrivain et réalisateur italien, et Les Cent pas (2000), long métrage engagé dénonçant le pouvoir de la Mafia et lauréat du Prix de la mise en scène à Venise. Trois ans plus tard, Marco Tullio Giordana fait un retour remarqué sur la Croisette avec la fresque familiale Nos meilleures années (2003), film de plus de six heures initialement prévu pour la chaîne Rai et qui parcourt quarante ans de l'histoire de la République italienne. Son histoire d'amour avec le Festival de Cannes se poursuit en 2005 avec la sélection en Compétition de Une fois que tu es né, un drame abordant le thème de l'immigration clandestine en Italie, et en 2008 avec la présentation en Séance spéciale d'Une histoire italienne, film dans lequel Monica Bellucci et Luca Zingaretti interprètent un couple d'acteurs à l'époque mussolinienne.