Nato a Firenze il 12 febbraio 1923, si diploma all'Accademia di Belle Arti della sua città e, dopo aver frequentato architettura, s'interessa di prosa lavorando a Radio Firenze (1946).
Debutta nel cinema nel 1947, interpretando il ruolo di Filippo Garrone ne "L'onorevole Angelina" di Luigi Zampa ed assistendo Luchino Visconti sul set de "La terra trema"; esordisce come regista teatrale due anni dopo con "Lulù", ed in seguito si dedica con notevole successo alla regia di opere liriche, attività che svolge con continuità.
Il primo film da lui diretto - dopo esser stato aiuto di Pietrangeli per "Il sole negli occhi" (1953) e "Lo scapolo" (1956), nuovamente di Visconti per "Senso" (1954) - è "Camping" (1958), una commedia di sentimenti piuttosto convenzionale; più personale egli sarà ne "La bisbetica domata" (1967) ed in "Romeo e Giulietta" (1968), brillanti trascrizioni shakespeariane realizzate con notevole gusto e sorvegliata eleganza figurativa.
All'insegna dell'oleografia e del manierismo sono invece i successivi "Fratello sole, sorella luna" (1971) ed il kolossal televisivo "Gesù di Nazareth" (1977); il remake di "The champ", diretto nel 1979, indulge ad un'eccessiva furbizia nell'esazione della lacrima, mentre il melodrammatico "Amore senza fine" (1981) risulta, nel suo manifesto kitsch, sufficientemente godibile.
Rigoroso nella trasposizione schermica de "La Traviata" (1982), più corrivo in quella di "Otello" (1986), Zeffirelli incappa in un autentico infortunio con il risibile e gigionesco "Il giovane Toscanini" (1988), parzialmente riscattato da un "Hamlet" (1990) contraddistinto da una fisicità ed un vigore inusuali nelle scelte del Nostro.
Infine, "Storia di una capinera" (1993) smorza ed annacqua il vigore della pagina verghiana, mentre la trasposizione del brontiano "Jane Eyre" (1995) va ascritta al novero delle cose sue più riuscite. Il suo ultimo film è "Un tè con Mussolini".