Après des études de droit, Carlo Ponti, , se lance dans la production au début des années 40. Pour la société ATA, il supervise notamment Le Mariage de minuit de Mario Soldati et travaille avec la fine fleur du cinéma transalpin : Camerini, Germi ou Zampa. Il rejoint ensuite la firme Lux – il reviendra plus tard chez ATA pour des comédies avec Toto -, pour mettre en chantier mélodrames, films à grand spectacle et quelques pépites du néoréalisme signées Lattuada ou Soldati. Auréolé d'une kyrielle de succès, Carlo Ponti prend son indépendance et crée, avec Dino De Laurentiis, la société Ponti-De Laurentiis. Ensemble, ils écrivent quelques-unes des plus des plus belles pages du cinéma italien des années 50 en produisant, entre autres, Gold of Naples, Europe 51 et La Strada. Le tandem signe également quelques superproductions au casting pléthorique (Ulysse, Guerre et paix).

Déjà producteur respecté, multipliant les projets, en solitaire ou en association avec une firme, Ponti se fait bientôt Pygmalion d'une jeune beauté romaine nommée Sophia Loren, qu'il épouse en 1957 au Mexique. L'annonce de ce mariage provoque la polémique en Italie. Ponti est alors un homme marié – à Giuliana Fiastri – et se voit accuser de bigamie. Le couple, illégitime aux yeux de la justice italienne, ne sera officiellement reconnu qu'en avril 1966. Muse du producteur, Sophia Loren s'expatrie avec lui aux Etats-Unis, où elle entame une brillante carrière (Une espèce de garce, La Diablesse en collant rose). Dès lors, le couple se retrouvera régulièrement (La Ciociara en 1960, Mariage a l'italienne en 1963, Une Journée particulière en 1977). Au total, Sophia Loren apparaîtra au casting de plus de 30 productions de Ponti.

De retour en Europe, Ponti se taille une place de choix dans la Nouvelle Vague, devenant, avec Georges de Beauregard, l'un des producteurs incontournables des jeunes Turcs du cinéma français, dont Godard (Le Mépris), Demy (Lola) ou Varda (Cléo de 5 à 7). Etabli en France – il demandera d'ailleurs à être naturalisé –, Ponti revient dans son pays d'origine pour collaborer avec Ferreri (Le Mari de la femme a barbe), Mario Monicelli (La Mortadella), Dino Risi (La Femme du pretre) et Antonioni (Blow Up). La fin des années 60 marque l'apogée de sa carrière de producteur, qui enrichit un palmarès déjà riche du triomphe de Le Docteur Jivago.

La décennie suivante marque le déclin du nabab italien, qui se commet dans quelques comédies indigestes, productions iconoclastes (What ? de Polanski, De la chair pour Frankenstein de Morrissey) et autres westerns oubliables. Un éclair de génie zèbre ces années en demi-teinte : Profession : reporter d' Antonioni. Au milieu des années 70, Ponti, en délicatesse avec le fisc italien, s'expatrie au Canada. Il poursuit ses activités avant de prendre progressivement sa retraite. Le producteur finit ses jours en Suisse aux côtés de Sophia Loren.