Nasce a Parma il 27 febbraio 1947, figlio del poeta Attilio e fratello minore del regista Bernardo. Con quest’ultimo, collabora in qualità di aiuto per "La strategia del ragno" (1970); poco dopo, debutta dietro la macchina da presa con il mediometraggio "I poveri muoiono prima" (1971), seguito dal film per la Tv "Andare e venire" (1972). Poco dopo, collabora alla sceneggiatura di "Novecento" (1976) del fratello Bernardo; sul set del film, gira il documentario didattico "AB Cinema".
Il 1977 vede il suo esordio nel lungometraggio cinematografico con "Berlinguer, ti voglio bene" (1977), trasposizione filmica dello spettacolo di Roberto Benigni incentrato sul personaggio di Cioni Mario.
Nel ‘79, Bertolucci firma con "Oggetti smarriti" una pellicola di assoluta originalità nell’ambito del nostro panorama cinematografico: vi si racconta degli incontri che si susseguono, alla Stazione centrale di Milano, nella giornata ivi trascorsa da una borghese in crisi con un bizzarro amico.
Dopo un film-inchiesta commissionato dal PCI, "Panni sporchi" (1980), ed un nuovo lavoro per la televisione, il Nostro torna al cinema con "Segreti segreti" (1984): scritto assieme a Vincenzo Cerami, interpretato da uno stuolo di bravissime attrici (su tutte, Lina Sastri, Giulia Boschi e Stefania Sandrelli), il film narra una vicenda di terrorismo che fornisce il destro per una serie di splendidi ritratti femminili.
Dopo "TuttoBenigni dal vivo" (1986), sfilata di esibizioni del comico toscano, Bertolucci incespica nel manierato "Strana la vita" (1987), dall’omonimo romanzo di Giovanni Pascutto; né risolleva le sue sorti con "I cammelli" (1988), tentativo mal riuscito e sbrindellato di road-movie autarchico.
Meglio vanno le cose con "Amori in corso" (1989), dove ancora una volta il cineasta parmense si dimostra assai versato nell’indagare l’animo muliebre; ma "Troppo sole" (1994), schidionata di figure schizzate da Sabina Guzzanti, delude nuovamente. Infine, "Il dolce rumore della vita" (1999) è un melodramma atipico e poetizzante, ben recitato dalla duttile Francesca Neri. Il suo ultimo lavoro "L'amore probabilmente", film girato in digitale con un entusiasmo da neofita, s’incaglia nelle secche d’un intellettualismo di maniera, descrivendo le avventure amorose di una giovane attrice.