Au terme de ses études de philosophie et de jurisprudence à l'université de Turin, il travaille quelques temps comme stagiaire chez son père, avant de devenir journaliste sportif puis comme fervent critique théâtral et cinématographique du quotidien turinois la « Stampa » où son article sur les conditions de vie des femmes travaillant dans les rizières italiennes lui vaut d'être remarqué par le réalisateur Giuseppe de Santis, qui l’invite au studio Cinecittà. De Santis lui offre le rôle principal dans le néo-réaliste italien « Riz amer » (1948) où, rival de Vittorio Gassman, il tente de séduire la pulpeuse Silvana Mangano. Le film est un triomphe et la Lux Film lui signe un contrat de cinq ans.

Ce rôle marque le début d'une superbe carrière internationale. Séduisant garçon à la carrure imposante (1m81), ses personnages à l'écran doivent beaucoup à son physique ténébreux, à son coté viril, mais aussi à un charisme évident. Doté d'un sourire carnassier, il va incarner des personnages de caractère qui émeuvent, comme « Pâques sanglantes » (1949) de Giuseppe De Santis, où accusé à tort d’un meurtre, il s'évade de prison pour se faire justice, avec à ses côtés la belle Lucia Bosè et Folco Lulli, et un rôle similaire dans « Le Christ interdit » (1950) il cherche à venger son frère, malheureusement il se trompe de personne et abat un innocent.

Dans le mélodrame social dans la veine du néo-réaliste « Le chemin de l'espérance » (1950) de Pietro Germi, il campe un mineur au chômage qui émigre en France, avec Elena Varzi, (hors plateau il tombe amoureux de sa partenaire et l’épouse en 1952 trois enfants naîtront de leur union, ils resterons unis jusqu’au décès de l’acteur ; puis il incarne Giuseppe Garibaldi le héros de l'indépendance italienne dans « Les chemises rouges » (1952) de Goffredo Alessandrini avec Anna Magnani; la même année dans le film d'aventure de Mario Soldati « Le chevalier sans loi » il entre dans la peau du célèbre Mandrin un déserteur devenu contrebandier, avec comme partenaire Silvana Pampanini .

Par la suite sa carrière s’internationalise, il collabore avec Marcel Carné pour son mélodrame « Thérèse Raquin » (1953) il est l'amant de Simone Signoret où le destin va les précipiter dans une issue tragique ; le voici associé à Michèle Morgan dans « Obsession » (1954) de Jean Delannoy, où ils forment un couple de trapézistes ; un mauvais garçon auteur d'un meurtre, une tendre et jolie religieuse, sous les traits de Sophie Desmarets le ramène dans le droit chemin dans « Le secret de Sœur Angèle » (1955) de Léo Joannon.

Au début des années 60, il se tourne vers Hollywood dans le film épique « Le Cid » (1961) il est le comte Ordóñez aux côtés de Charlton Heston jouant le rôle titre ; un docker italo-américain de Brooklyn dont la famille se déchire dans « Vu du pont » et pour avoir trop protégé sa fille, il y perdra la vie. Dans la fastueuse fresque d'Otto Preminger il personnifie « le Cardinal Quarenghi » (1963) avec Romy Schneider et John Huston.

Raf Vallone - Dans le film de 1980 : Le Lion du désert.

Il aborde le western avec « Nevada Smith » (1966) de Henry Hathaway, il est le Père Zaccardi, un moine franciscain qui accueille dans son église, Steve McQueen blessé après avoir éliminé les assassins des ses parents.

Dans le thriller d’espionnage, il fait partie d'un groupe d'aventuriers dont la mission est de récupérer un document confidentiel dit « La Lettre du Kremlin » (1969) de John Huston avec Bibi Andersson.

Il montre toute la diversité de son talent par sa présence physique dans le rôle du général Cordoba un révolutionnaire mexicain dans « Les canons de Cordoba » (1970) de Paul Wendkos, face au Capitaine Rod Douglas (George Peppard) chargé de l'anéantir.

Dans les années 70/80, il est définitivement admis dans la catégorie des plus grands acteurs mondiaux, il apparaît aux côtés Kirk Douglas et Johnny Cash dans « Dialogue de feu » (1970) de Lamont Johnson ; d'Anthony Quinn dans « L'empire du Grec » (1978) de Jack Lee Thompson avec Jacqueline Bisset ; où encore Rod Steiger dans « Le lion du désert » (1979) de Mustapha Akkad, sans oublier Sophia Loren dans « La Ciociara » (1960) de Vittorio de Sica .

Adopté par le public français, il campe un armateur grec aux côtés de Marie-France Pisier dans le mélodrame « De l'autre côté de minuit » (1977) de Charles Jarrott et Marie Christine Barrault en épouse infidèle dans « Le pouvoir du mal » (1984) avec Vittorio Gassman.

En 1990, Francis Ford Coppola l'engage pour jouer le Cardinal Lamberto, dans « Le Parrain » il est assassiné alors qu'il vient d'être nommé pape , ce sera le dernier rôle d'envergure internationale de sa longue et prolifique carrière.

Loin d’épuiser sa surabondance d’activité, il met en scène plusieurs pièces de théâtre, notamment « Adrienne Lecouvreur » (1980) à l’Opéra de Houston et « La Tosca » (1981) au Métropolitain de NewYork ; il donne aussi des cours de littérature et de théâtre italien à l’université de Los Angeles. Il tournera aussi pour la télévision de prestigieuses séries.

Cet acteur remarquable jouant avec une grande sobriété décède de mort naturelle à l'âge de 86 ans le 31 octobre 2002.

Melina Mercouri et Raf Vallone - Dans le film de 1962 : Phèdre.