Urodziła się w Rzymie jako córka Adele Vittiglii i Angela Ceciarelliego[6][7]. Występowała w domu przed młodszym rodzeństwem. Zaczynała od amatorskich przedstawień teatralnych. W 1953 ukończyła studia aktorskie w Centro Sperimentale di Cinematografia w Rzymie.
Kariera
Pierwszą rolę filmową powierzył jej Ettore Scola w swoim Ridere! Ridere! Ridere! (1954). W 1957 przyłączyła się do Teatro Nuovo di Milano, sceny kierowanej wówczas przez Michelangela Antonioniego[8].
Wkrótce zagrała w jego znanym filmie Przygoda (1960), za rolę w którym otrzymała nagrodę jury na 13. MFF w Cannes. Krytycy zachwycili się rolą Claudii, chłodnej kobiety z zamożnego towarzystwa, która rozwija romans z chłopakiem swojej zaginionej przyjaciółki. Później wzięła jeszcze udział w innych produkcjach Antonioniego: Nocy, Zaćmieniu i Czerwonej pustyni[9].
Spróbowała też hollywoodzkiej kariery, grając tytułową rolę w filmie Modesty Blaise (1966), opartym na komiksie o tym samym tytule. Film był jednak porażką w zgodnej opinii zarówno krytyków jak i publiczności. Vitti wróciła więc do Europy, gdzie zagrała u Luisa Buñuela w Widmie wolności i raz jeszcze pracowała z Antonionim przy realizacji Tajemnicy Oberwaldu.
W 1989 napisała scenariusz do dramatu Sekretny skandal (Scandalo segreto), który sama wyreżyserowała i w którym zagrała główną rolę z Elliottem Gouldem. Był to jej ostatni występ na dużym ekranie.
O jej życiu prywatnym wiadomo niewiele, choć w 1993 opublikowała swoją autobiografię pod tytułem Sette sotane (wł.Siedem spódnic). Dwa lata później poślubiła Roberta Russo.
Była na okładkach magazynów takich jak „L’Europeo”, „Film”, „Elle” czy „Vogue”[11].
Życie prywatne
W latach 1957–1967 była związana z Michelangelem Antonionim[12]. W 1995 Vitti wyszła za mąż za Roberto Russo, z którym była w związku od 1973[12].
Śmierć
Ostatni raz wystąpiła publicznie w 2002 na paryskiej premierze musicalu scenicznego Notre-Dame de Paris. W 2015 wycofała się z życia publicznego z powodu choroby Alzheimera. W 2018 jej mąż potwierdził, że nadal mieszka z nim w domu w Rzymie i że osobiście się nią opiekował z pomocą opiekunki. Vitti zmarła z powodu powikłań choroby Alzheimera 2 lutego 2022 w wieku 90 lat[13].