Nanni Moretti urodził się 19 sierpnia 1953 roku w Bruneck (Włochy), a dorastał w Rzymie. Jest synem Luigiego Moretti, profesora nauk klasycznych. Jako młody człowiek kierował się trzema pasjami: filmową (amatorskie prace wąskotaśmowe - kamerą 8 mm - już w okresie matury), polityczną (aktywista PCI - partii komunistycznej) oraz sportową (należał do pierwszoligowych waterpolistów). Od czasu "Jestem samowystarczalny", który stał się wielkim przebojem, do "Idźcie, ofiara spełniona", jego filmy oparte są na jego własnej osobie. Raz gwałtownej i porywczej, raz uprzejmej i rzeczowej, a także łatwo wpadającej w panikę oraz na jego kontaktach z bliźnimi.

Pierwsze pełnometrażowe filmy fabularne, właściwie półamatorskie, w najbardziej klasycznej produkcji niezależnej i w dystrybucji poza komercyjnej zdobyły bardzo duże powodzenie. Już film z 1978 roku, "Oto Bombo" przyniósł mu rozgłos w całym kraju. Nie zmienił jednak statusu i nie przeszedł do kinematografii wielkoprzemysłowej. Nadal kręcił kameralne filmy osobiste, według własnych scenariuszy, w których sam występował jako aktor. Za jedyny wyjątek można uważać "Idźcie, ofiara spełniona", gdzie zagrał główną rolę - współczesnego włoskiego księdza. W istocie układ tematyczny tego filmu nie odbiega jednak od zasadniczego profilu Morettiego - jest on chyba jedynym, współczesnym odpowiednikiem Bustera Keatona, także przez komediowo-liryczną tonację opowiadań. Chodzi tu o konflikt samotnego bohatera z nieprzyjaznym, nieautentycznym i trudnym do zrozumienia światem. 

W 1986 roku Moretti założył własną wytwórnię Sacher Films. W filmie "Dziennik intymny" powrócił do swobodnej wypowiedzi, często przełamując ograniczenia scenariusza. Film łączył w sobie trzy rzeczy: Rzym, jazdę motorynką Vespa i pracę reżysera. Używając pierwszej osoby, znakiem rozpoznawczym Morettiego stał się spontaniczny i pełen anegdot styl. W 1998 roku do kin trafił film "Kwiecień", zgrabnie łączący jego lęk towarzyszący porodowi, ze zwycięstwem lewicy w wyborach prezydenckich. Film w pełni ukazuje zręczność w wyczuciu ironii i zdolność posługiwania się nią jako środkiem stylistycznym.

Moretti bywa także aktorem w filmach innych, czołowych reżyserów włoskich. Zagrał m.in. u Daniele Luchetti'ego w "Jutro się zdarzy" oraz u Raoula Ruiza w "Trzy życia, jedna śmierć". W 2001 roku wyreżyserował, napisał scenariusz i zagrał rolę w filmie "Pokój syna", który przyniósł mu Złotą Palmę w Cannes. W 2006 roku do kin trafił "Kajman", w którym jedną z ról zagrał Jerzy Stuhr. W 2015 roku wyreżyserował film "Moja matka", który przyniósł mu nominacje do kilku prestiżowych nagród, m.in. David di Donatello oraz Cezara.