Během své šedesátileté kariéry hrál ve více než sto osmdesáti filmech, z nichž mnohé patří do zlatého fondu kinematografie. Později se etabloval i jako scenárista a režisér.

Objevil se ve Felliniho Darmošlapech, Římu Bílém šejkovi. Patřil ke klíčovým hercům poválečného neorealismu. Hrál ale i například v dalším důležitém snímku historie Velká válka (1959) Maria Monicelliho. Do svých filmů ho obsadili i další významní režiséři Ettore Scola, Cesare Zavattini nebo Vittorio Da Sica.

Byť ho proslavil neorealismus, především je však spojován s komediemi, někdy s lehce erotickým nábojem, jindy zase kriminálními, mnohdy však také hořkými. Za výkon ve třech byl v první polovině šedesátých let nominován na Zlatý globus (Il Diavolo, Il Due Nemici a Báječní muži na létajících strojích), přičemž za první ho i dostal. 

Mezinárodně Sordiho, který se narodil 15. července 1919 v Římě, proslavil film Američan v Římě (1954). V něm si zahrál Itala vydávajícího se za Američana a vzdal hold americkým vojákům, kteří osvobodili Itálii od fašismu.

Svou první roli však ztvárnil už v roce 1938 ve filmu Tarakanova, o rok předtím se objevil v komparsu ve filmu Scipio Africký. To už se věnoval dabingu, propůjčil svůj hlas Oliveru Hardymu.

Přestože svůj vrchol ve třetí čtvrtině dvacátého století, ani potom neskončil. V roce 1995 do Čech v rámci Dnů evropského filmu přivezl ukázat snímky Románek chudého mladíka a Nestorův poslední běh.