Начинал как кинокритик в журнале «Джоване критика». По окончании отделения философии университета посещал Римский экспериментальный киноцентр. Был ассистентом режиссеров Витторио Де Сика, Джанни Пуччини, Уго Грегоретти, Лилианы Кавани и др. В игровом кино дебютировал телефильмом «Конец игры» (1970).
В 70—80-е годы снял около полутора десятка документальных и игровых телефильмов. Начиная с первого фильма, снятого для большого экрана — «В самое сердце» (1983), неизменно завоевывает успех зрителей и критики, закрепляя его от фильма к фильму.
«Ребята с улицы Панисперна» (1988) стали удачным опытом создания психологической ретродрамы. «Открытые двери» (1990) по повести Леонардо Шаши по праву снискали международную славу, получив премию «Феликс».
Большой приз жюри на Каннском кинофестивале, а также «Феликс» за фильм «Похититель детей» (1992) подтверждают заслуженную репутацию Амелио как режиссера тонкого вкуса и точного выбора материала. В 1994 поставил фильм «Ламерика» (премия «Феникс»).

Фильмография: