Mario Camerini est d’abord assistant, avant de tourner en 1923 un documentaire sur le cirque : Jolly, clown da circo. Rails (Rotaie, 1929) est un film muet dont le doublage sonore, effectué ultérieurement, constitue une transition avec les films parlants. Les Hommes, quels mufles ! (gli Uomini, che mascalzoni !, 1932) annonce le ton de son oeuvre qui, à son sommet, est une description sensible et ironique des milieux populaires et petit-bourgeois. Par le recours aux décors naturels, le film annonce déjà le néoréalisme (voir Italien, cinéma).

Le film Je donnerai un million (Darò un milione, 1935) marque les débuts de sa collaboration avec l’écrivain et scénariste Cesare Zavattini, tandis que Monsieur Max (il Signor Max, primé à Venise en 1937) offre un rôle au futur réalisateur et chef de file du néoréalisme Vittorio De Sica. Battement de coeur (Batticuore, 1939) est écrit en collaboration avec Leo Longanesi et Renato Castellani.

Avec l’avènement du néoréalisme, Mario Camerini se détourne de ses sujets de prédilection et aborde avec sensibilité et compétence des genres aussi variés que le drame historique, le film policier ou le film d’aventures en Technicolor — Ulysse (Ulisse, 1954), d’après Homère, avec Kirk Douglas et Silvana Mangano.