Narodil se v Miláně ve staré šlechtické rodině, měl velmi blízko k umění, především k divadlu, kde nejprve hrál, později i režíroval. Když přišel v roce 1936 do Paříže, seznámil se s Jeanem Renoirem, jemuž asistoval na jeho filmech Na dně a Výlet do přírody. Ale až o pět let později - mezitím se opět věnoval v Itálii divadlu - začal připravovat svůj první film.

Byla jím Posedlost, kterou natočil volně podle románu Jamese Caina Pošťák vždy zvoní dvakrát. Drama lidských vášní, považované za předvoj neorealismu, vyvolalo skandál - italští fašističtí cenzoři ho ihned nechali stáhnout z kin, Visconti měl zákaz filmování a snímek se promítal až po válce.

V poválečném období natočil například hraný dokument Země se chvěje o životě rybářů na Sicílii, v roce 1951 zfilmoval námět Cesara Zavattiniho Nejkrásnější. K jeho nejslavnějším dílům patřily filmy Rocco a jeho bratři s Alainem Delonem, Renatem Salvatorim a Annie Girardotovou (1960), Gepard o hrdém sicilském šlechtici z doby příchodu Garibaldiho na Sicílii, kterého ztvárnil Burt Lancaster (1963), Soumrak bohů o mravním rozkladu německé průmyslnické rodiny na počátku třicátých let (1969) či přepis novely Thomase Manna Smrt v Benátkách (1971).

Silný kuřák, který spotřeboval 120 cigaret denně, dokázal ještě po těžkém infarktu natočit v roce 1974 psychologickou studii o lidských vztazích Rodinný portrét a o dva roky později adaptaci románu Gabriela D'Annunzia Nevinný. Extravagantní umělec, jehož Salvador Dalí kdysi posměšně charakterizoval slovy "komunista milující jenom luxus", zemřel v Římě 17. března 1976. Jeho tvorbu nyní připomíná Česká televize v pondělním filmovém klubu. Odvysílá ještě filmy Soumrak bohů, Gepard a Smrt v Benátkách.