Fellini filmjeit gazdag képi világ, színpompás, freskószerű ábrázolás, időnként a tér és az idő megbontása jellemzi. Első olaszként jelölték rendezői Oscar-díjra, s mind a négy Oscarra jelölt alkotása nyert.
Filmes pályafutását gyermekkori élményei határozták meg: hétévesen látott bohócokat a cirkuszban, kilencéves korától saját készítésű bábokkal és jelmezekkel saját maga által írt darabokat adott elő.
A kezdetektől alkotótársa volt Nino Rota zeneszerző, először 1952-ben A fehér sejk forgatásán dolgoztak együtt. Az átütő sikert az 1954-es Országúton hozta meg számára. A vándorkomédiások között játszódó keserédes dráma 1956-ban megkapta az először abban az évben kiosztott, a legjobb külföldi filmnek járó Oscar-díjat.
Fellini az aranyszobrocskát még három alkalommal – a jövőben bizakodó, egyszerű római utcalány sorsát bemutató Cabiria éjszakái (1957), az alkotói válságba került rendezőről, azaz önmagáról szóló 8 és 1/2 (1963), majd a gyermekkorát felidéző Amarcord (Emlékezem) (1974) című alkotásával – nyerte el, s összesen 12 alkalommal jelölték rendezői vagy forgatókönyvírói Oscar-díjra.
Legismertebb alkotása a Cannes-ban Arany Pálma díjat nyert Az édes élet (1960), amelyben kedvenc színésze, Marcello Mastroianni egy életét eltékozló újságírót alakít. Fellini első színes filmje a Júlia és a szellemek volt 1965-ben, négy évvel később a Néró császár korában élt Titus Petronius Arbiter műve alapján forgatta a Fellini-Satyricont, majd 1970-ben egyik legösszetettebb alkotását, az önéletrajzi utalásokkal teli Bohócokat.
