Nanni Moretti è nato a Brunico, in provincia di Bolzano, il 19 agosto 1953. Cinefilo sin da giovanissimo, si divide tra i cinema e le piscine in cui si allena e gareggia come pallanuotista (ed ecco spiegata l'allegoria politica e proustiana di Palombella Rossa). E' figlio di un docente universitario di epigrafia greca (che in esilaranti camei compare in molti film di Moretti), mentre la madre è insegnante di liceo. Inizialmente la pallanuoto ha il sopravvento sulla passione per i film: Nanni è un pilastro della Lazio (che milita in serie A) e viene convocato nella nazionale giovanile).
L'incontro folgorante, per Moretti, non è con un maestro in carne e ossa, bensì con una semplice quanto ormai leggendaria cinepresa Super 8, con cui inizia a girare i primi cortometraggi, La sconfitta (crisi e disincanto di un giovane militante della Sinistra) e Pàté de Bourgeois (scene da fotoromanzo commentate fuori campo, un intrecciarsi di vicende su alcuni amici disillusi).
Mentre i fratelli Taviani sembrano apprezzare le sue doti di interprete (viene arruolato per una piccola parte in Padre padrone), Nanni continua la sua attività di regista di lungometraggi (Come parli frate? è una parodia dei Promessi sposi), fino a Io sono un autarchico, atto di nascita dell'alter ego di Moretti, Michele Apicella, qui impegnato in lavori teatrali d'avanguardia. Il successo è immediato e il breve viene acquistato dalla Rai.
Nel 1978, Moretti realizza con Ecce Bombo una rappresentazione topica del disagio generazionale dopo la sbornia e plumbei orrori degli anni Settanta. Il film viene presentato in concorso a Cannes. Il primo riconoscimento ufficiale - il Gran premio speciale della giuria alla Mostra di Venezia, presidente Italo Calvino, nel 1981 - viene tributato a Moretti per Sogni d'oro, forse l'unico tra i suoi film a deludere un pubblico che è già gremito di aficionados. E' un insuccesso episodico: nell'83 ritorna l'entusiasmo per il capolavoro Bianca, mentre nell'85 lo splendido La messa è finita vince l'Orso d'argento a Berlino.
Fitto di ossessioni e idiosincrasie entrate a fare parte della sua cifra stilistica (dalle scarpe all'amore per i dolci) il cinema di Moretti frutta anche il nome della casa di produzione che nell'87 il regista fonda insieme all'amico Angelo Barbagallo, la Sacher Film (oltre ai film dello stesso Nanni, la Sacher produrrà dopo Notte italiana di Carlo Mazzacurati e Domani accadrà di Daniele Luchetti e Il portaborse, protagonista lo stesso Moretti).
Polemiche a Venezia per il rifiuto di includere in concorso Palombella Rossa ('89) non impediscono al film di ottenere un largo successo di pubblico, che segue il regista nel suo lavoro più politicamente impegnato, il documentario La Cosa, che filma le reazioni della base comunista alla proposta di trasformazione del Pci in PdS. Caro diario, del 1993, diventa un vero e proprio fenomeno di costume. Conquista Cannes e il favore del pubblico internazionale. In Francia il regista viene definito il nuovo Fellini del cinema italiano. Nel 1998 con Aprile, Moretti abbandona il personaggio-simbolo Michele Apicella per diventare semplicemente se stesso, raccontando in prima persona l'esperienza della nascita del primo figlio. È l'ennesimo successo.
Nel 2000 dirige ed interpreta un'altra intensa pellicola, dal titolo La stanza del figlio grazie alla quale nel maggio 2001 conquista la Palma d'Oro a Cannes, riportando in Italia l'ambito premio dopo ventitré anni di assenza.